分子篩一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分別為一價、二價陽離子如K+、Na+和Ca22+、Ba22+等。它在結構上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴,不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開。根據SiO2和Al2O3的分子比不同,得到不同孔徑的分子篩。其型號有:3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10Z(鈣Z型)、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。
分子篩的吸附能力高、選擇性強、耐高溫。廣泛用于有機化工和石油化工,也是煤氣脫水的優良吸附劑。分子篩骨架的最基本結構是SiO4和AlO4四面體,通過共有的氧原子結合而形成三維網狀結構的結晶。這種結合形式,構成了具有分子級、孔徑均勻的空洞及孔道。由于結構不同,形式不同,“籠”形的空間孔洞分為α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “籠”的結構。 分子篩作用: 吸附功能:分子篩對物質的吸附來源于物理吸附(范德華力),其晶體孔穴內部有很強的極性和庫侖場,對極性分子(如水)和不飽和分子表現出強烈的吸附能力。
篩分功能:分子篩的孔徑分布非常均一,只有分子直徑小于孔穴直徑的物質才可能進入分子篩的晶穴內部。 通過吸附的優先順序和尺寸大小來區分不同物質的分子,所以被形象地稱為“分子篩”。分子篩吸濕能力極強,用于氣體的純化處理,保存時應避免直接暴露在空氣中。存放時間較長并已經吸濕的分子篩使用前應進行再生。分子篩忌油和液態水。使用時應盡量避免與油及液態水接觸。工業生產中干燥處理的氣體有,空氣,氫氣,氧氣,氮氣,氬氣等
分子篩的儲存注意事項,分子篩極易吸濕。在儲存期間不應直接暴露在空氣中,應放在干燥的地方。長期儲存并具有吸濕性的分子篩應在使用前再生。分子篩避免油和液態水。油會阻塞分子篩的孔隙,特別是在再生過程中,可能使油碳化并導致孔堵塞。應在分子篩塔之前分離油和氣,油和水。由于分子篩在吸附水分時釋放熱量,因此液態水直接接觸分子篩并釋放出大量的熱量,可能會發生危險或分子篩的性能被破壞。當切換帶壓力操作的分子篩時,應緩慢降低塔的內部壓力。例如,減壓速度太快,這可能導致分子篩顆粒破碎和粉化。再生溫度越高,再生越安全,但再生的能量消耗越大,影響分子篩的壽命。因此,再生溫度優選在200至350℃之間。再生溫度一般不超過600℃,否則分子篩可能失去活性。