什么是分子筛？种类有哪些？生产厂家梳理

2022-06-28 15:38:42 作者：2200 6491

当前，在石油催化等化工领域、土壤修复与治理等环保领域常能见到分子筛的身影。那么，什么是分子筛呢?种类有哪些?国际分子筛生产厂家有哪些?本文将具体梳理。

1.分子筛是什么

分子筛全名是沸石分子筛，沸石分子筛一般是结晶铝硅酸(或者是硅酸、磷铝酸、磷硅铝酸)金属盐的水合物，其化学通式为：Mx/m[(Al〇2)x·(Si02)y]·zH20。M代表阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+等)，m表示其价态数，z表示水合数，x和y是整数。沸石都是由T04(T表示Si或者A1原子)四面体作为初级结构单元构建起来的具有三维空间结构的无机酸盐。这些三维结构可看作是一些孔道和小笼组成的，笼或者孔道之间又有许多孔(也称“窗口”)相连，这些孔的的孔径一般为3~10A。沸石晶体中存在许多具有一定大小的空穴，由于这些空穴能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到了筛分分子的作用，故又得名分子筛。

分子筛

2.分子筛的结构

分子筛的结构自下而上主要可分为三个结构层次，分别是初级结构单元、次级结构单元以及一些特征的笼、链和层状结构单元。其中，初级结构单元即为T04四面体，是构成分子筛骨架的最基本结构单元。次级结构单元(SBU)由初级结构单元通过共享氧原子按照不同的连接方式组成，例如四元环、六元环、双六元环、双八元环等。初级和次级结构单元通过共享氧原子进一步连接能够形成些特征的笼、链和层状结构单元。这些结构单元通过不同的连接方式可以形成不同的骨架结构。

分子筛

3.分子筛种类

当前，常见的分子筛种类有：CHA结构分子筛、钛硅分子筛、ZSM-35分子筛、ZSM-5分子筛、Y分子筛、β分子筛等。

(1)CHA结构分子筛

CHA结构分子筛指骨架代码为CHA，具有菱沸石结构的特种分子筛，该类分子筛具有特殊的孔道结构，在担载特定金属组分(如铜)后，能够高效去除汽车尾气中的氮氧化物。CHA结构分子筛主要应用于柴油车等移动源尾气排放的脱硝处理，可以满足国六阶段排放标准。

(2)钛硅分子筛

以钛为活性中心的分子筛具有优异的催化氧化性能，在以过氧化氢或烷基过氧化氢为氧化剂时，能够参与烯烃的环氧化、芳烃羟基化、醛酮氨肟化、烷烃氧化等许多重要的反应，被普遍认为是环境友好的绿色催化剂。钛硅分子筛催化剂主要应用于烯烃环氧化与酮氨肟化两个过程，主要作为环氧丙烷与己内酰胺生产过程中的催化剂。

(3)ZSM-35分子筛

ZSM-35分子筛为一种能作为酸性催化剂应用的分子筛，可广泛用于烃类的转化过程，例如异构化、聚合、芳构化和裂化等，此外，也能够应用于重整液和石脑油的改质、催化裂化以及燃料油降低倾点等过程，拥有广泛的应用市场。

(4)ZSM-5分子筛

ZSM-5分子筛为石油化工领域的重要分子筛之一，在柴油临氢降凝、加氢裂化、催化裂化、择形催化、低烃烷基化、异构化、芳构化、脱蜡降凝等领域均具备广阔的应用前景。

(5)Y分子筛、β分子筛

Y型分子筛是用途广泛的大孔沸石，在能源化工行业的多种催化剂(如催化裂化催化剂、加氢裂化催化剂)中作为重要活性组元，其物化性质和产品性能可在大范围内调变。β 分子筛在石油化工与精细化工领域应用广泛，具有很高的加氢裂化、加氢异构化催化活性和对直链烷烃的吸附能力，并有良好的抗硫、氮中毒能力，β 分子筛也可以与特定Y型分子筛联合使用，提高汽油辛烷值。

分子筛