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沸石分子筛

沸石分子筛
沸石分子筛

沸石分子筛

沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物,其化学通式为:

Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表阳离子,m表示其价态数,z表示水合数,x和y是整数。沸石分子筛活化后,水分子被除去,余下的原子形成笼形结构,孔径为3~10Å。分子筛晶体中有许多一定大小的空穴,空穴之间有许多同直径的孔(也称“窗口”)相连。由于分子筛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,起到筛分分子的作用,故得名分子筛。

沸石分子筛按其孔或通道体系可分为小孔,中孔(介孔)和双孔沸石三个组别.

可用于富氧空气的变压吸附分离。

(b)B型

(a)A 型

两种常用沸石分子筛结构图

沸石分子筛的吸附作用有两个特点:(1)表面上的路易斯中心极性很强;(2)沸石中的笼或通道的尺寸很小,使得其中的引力场很强。因此,其对吸附质分子的吸附能力远超过其他类型的吸附剂。即使吸附质的分压(或浓度)很低,吸附量仍很可观。沸石分子筛的吸附分离效果不仅与吸附质分子的尺寸和形状有关,而且还与其极性有关,因此,沸石分子筛也可用于尺寸相近的物质的分

硅胶(Silica gel; Silica )别名:硅橡胶是一种高活性吸附材料,属非晶态物质,其化学分子式为mSiO2·nH2O 。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。 硅胶根据其孔径的大小分为:大孔硅胶、粗孔硅胶、B 型硅胶、细孔硅胶。

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中文名: 硅胶

外文名: 硅橡胶

化学分子式: m SiO2·nH2O 性能: 吸附性、热稳定性、化学性

目录 简介

无机硅胶

无机硅胶简介

安全性能

硅胶的再生

贮存与包装

无机硅胶的用途

相关专业术语

无机硅胶分类

有机硅胶

有机硅性能

有机硅的用途

有机硅的分类

模压硅胶制品

挤出硅胶制品

液态硅胶制品

特种硅胶制品

硅橡胶分类

辨别硅胶的真假

简单分类

室温硫化硅橡胶用途功能用途

品种及性能

硅溶胶

啤酒硅胶

蓝色硅胶

医用硅胶

特点

分类及用途

主要用途

硅胶生产工艺及应用工艺特性

2.1酸碱比例

2. 2洗胶过程

2. 3干燥过程

影响硅胶厨具的因素硅胶性能对比

展开

简介

无机硅胶

无机硅胶简介

安全性能

硅胶的再生

贮存与包装

无机硅胶的用途

相关专业术语

无机硅胶分类

有机硅胶

有机硅性能

有机硅的用途

有机硅的分类

模压硅胶制品

挤出硅胶制品

液态硅胶制品

特种硅胶制品

硅橡胶分类

辨别硅胶的真假

简单分类

室温硫化硅橡胶用途

功能用途

品种及性能

硅溶胶

啤酒硅胶

蓝色硅胶

医用硅胶

特点

分类及用途

主要用途

硅胶生产工艺及应用

工艺特性

2.1酸碱比例

2. 2洗胶过程

2. 3干燥过程

影响硅胶厨具的因素

硅胶性能对比

展开

编辑本段简介

一般来说,硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。按其组成形状分为挤出硅胶和模压硅胶。

无机硅胶是一种高活性吸附材料,通常是用硅酸钠和硫酸反应,并经老化、酸泡等一系列后处理过程而

硅胶结构图

制得。硅胶属非晶态物质,其化学分子式为mSiO2 .nH2O。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其它同类材

料难以取代的特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。

有机硅胶是一种有机硅化合物,是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中,以硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上。

挤出硅胶比较常见,例如家用的电饭煲上的密封圈,称之为电饭煲硅胶密封圈。

模压硅胶比较复杂一点,形状不规则,例如深圳嘉杰硅胶制品公司生产的显示屏硅胶密封圈。

编辑本段无机硅胶

无机硅胶简介

名称:硅胶

别名:硅橡胶;氧化硅胶或硅酸凝胶

英文名称:Silica gel; Silica

分子式:xSiO2·yH2O

分子量:60.08

CAS 登录号:CAS# 112926-00-8

EINECS 登录号:231-545-4

词语解释:化学式xSio 2·yH2O。透明或乳白色粒状固体。具有开放的多孔结构,吸附性强,能吸附多种物质。在水玻璃的水溶液中加入稀硫酸(或盐酸)并静置,便成为含水硅酸凝胶而固态化。以水洗清除溶解在其中的电解质Na+和SO4 2-( Cl-)离子,干燥后就可得硅胶。如吸收水分,吸湿量约达40%。用于气体干燥,气体吸收,液体脱水,色层分析等,也用做催化剂。如加入氯化钴,干燥时呈蓝色,吸水后呈红色。可再生反复使用。

安全性能

硅胶主要成分是二氧化硅,化学性质稳定,不燃烧。硅胶是一种非晶态二氧化硅,应控制车间粉尘含量不大于10毫克/立方米,需加强排风,操作时戴口罩。

硅胶有很强的吸附能力,对人的皮肤能产生干燥作用,因此,操作时应穿戴好工作服。若硅胶进入眼中,需用大量的水冲洗,并尽快找医生治疗。

蓝色硅胶由于含有少量的氯化钴,有毒,应避免和食品接触和吸入口中,如发生中毒事件应立即找医生治疗。

硅胶在使用过程中因吸附了介质中的水蒸汽或其他有机物质,吸附能力下降,可通过再生后重复使用。

安全术语:S22 Do not breathe dust. 切勿吸入粉尘。

硅胶的再生

一、硅胶吸水后的再生[1]

硅胶吸附水份后,可通过热脱附方式将水份除去,加热的方式有多种,如电热炉、烟道余热加热及热风干燥等。脱附加热的温度控制在120--180℃为宜,对于蓝胶指示剂、变色硅胶、DL型蓝色硅胶则控制在100--120℃为宜。各种工业硅胶再生时的最高温度不应超过以下限度:

粗孔硅胶不得高于600℃;

细孔硅胶不得高于200℃;

蓝胶指标剂(或变色硅胶)不得高于120℃;

硅铝胶不得高于350℃。

再生后的硅胶,其水份一般控制在2%以下即可重新投入使用。

二、硅胶吸附有机杂质后的再生

⒈焙烧法

对于粗孔硅胶,可放在焙烧炉内逐渐升温至500--600℃,约经6—8小时至

硅胶

胶粒呈白色或黄褐色即可。对细孔硅胶,焙烧温度不能超过200℃。

⒉漂洗法

将硅胶在饱和水蒸汽中吸附达到饱和后放热水中浸泡漂洗,并可结合使用洗涤剂以除去废油或其它有机杂质,再经净水洗涤后烘干脱水。

⒊溶剂冲洗法

根据硅胶吸附有机物种类,选用适当的溶剂将吸附在硅胶内的有机物溶出,然后将硅胶加热以脱除溶剂。

三、硅胶再生应注意的问题

⒈烘干再生时应注意掌握逐渐提高温度,以免剧烈干燥引起胶粒炸裂,降低回收率。

⒉对硅胶焙烧再生时,温度过高会引起硅胶孔结构的变化而明显降低其吸附效果,影响使用价值。对于蓝胶指示剂或变色硅胶,脱附再生的温度应不超过120℃,否则会因显色剂逐步氧化而失去显色作用。

⒊经再生后的硅胶一般应过筛除去微细颗粒,以使颗粒均匀。

贮存与包装

硅胶具有强的吸湿能力,因此应贮存在干燥地方,包装物与地面之间要有搁架。包装物有钢桶、纸桶、纸箱、塑料瓶、聚乙烯塑料复合袋、柔性集装袋等。运输过程中应避免雨淋、受潮和曝晒。

无机硅胶的用途

大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。

硅胶可以用来作干燥剂,而且可以重复使用。硅胶是由硅酸凝胶mSiO2·nH2O适当脱水而成的颗粒大小不同的多孔物质。具有开放的多孔结构,比表面(单位质量的表面积)很大,能吸附许多物质,是一种很好的干燥剂、吸附剂和催化剂载体。硅胶的吸附作用主要是物理吸附,可以再生和反复使用。在碱金属硅酸盐(如硅酸钠)溶液中加酸,使之酸化,再加入一定量的电解质进行搅拌,即生成硅酸凝胶;或者在较浓的硅酸钠溶液中加酸或铵盐也能生成硅酸凝胶。将硅酸凝胶静置几小时使之老化,然后用热水洗去可溶性盐类,在60~70℃下烘干并在约300℃时活化,即可得硅胶。将硅酸凝胶用氯化钴溶液浸泡后再烘干和活化,可得变色硅胶。用它作干燥剂时,吸水前是蓝色,吸水后变红色,从颜色的变化可以看出吸水程度,以及是否需要再生处理。硅胶还广泛用于蒸气的回收、石油的精炼和催化剂的制备等方面

无机硅胶作为干燥剂来使用,可具体到以下几个方面

1.主要用于仪器、仪表、设备等在密闭条件下的吸潮防锈。

2.与普通硅胶干燥剂配合使用,指示干燥剂的吸潮程度和判断环境的相对湿度。作为包装用硅胶干燥剂,广泛用于精密仪器、皮革、服装、食品、药品和家用电器等。

3.硅胶因为其食品级用途可以用来做婴儿奶嘴等与人体直接接触的用品,另外,硅胶也可用来生产避孕套。

硅胶再生应注意的问题

1、烘干再生时应注意掌握逐渐提高温度,以免剧烈干燥引起胶粒炸裂,降低回收率。

2、对硅胶焙烧再生时,温度过高会引起硅胶孔结构的变化而明显降低其吸附效果,影响使用价值。对于蓝胶指示剂或变色硅胶,脱附再生的温度应不超过120℃,否则会因显色剂逐步氧化而失去显色作用。

3、经再生后的硅胶一般应过筛除去微细颗粒,以使颗粒均匀。

编辑本段相关专业术语

比表面:是指每克硅胶所具有的表面积,包括内部微孔表面积和外表面积之和。——单位:平方米/克

孔容:每克硅胶内部孔隙的总体积。——单位:毫升/克(ml/g)

孔径:是指硅胶内部微孔的直径。——单位:埃(A 0 )或纳米(nm)1nm=10A 0 吸附量:硅胶在一定相对湿度下吸附水蒸气达到饱和,此时吸附水蒸气的量称吸附量。——单位:%

堆积密度:硅胶的质量与其所堆积空间体积之比。——单位:克/升(g/l)

PH值:硅胶PH值是指经过一定条件处理,含有一定比例的硅胶水溶液的PH值。

比电阻:是表示硅胶纯度的一个指标。比电阻本身定义是溶液在1cm距离的电阻。硅胶的比电阻是指经过一定条件处理后,硅胶中水溶性电解质的溶出,用电导测定溶液的比电阻。比电阻愈高则反映硅胶所含水溶性电解质量愈低。——单位:欧姆.厘米(Ω.cm)磨耗率:是硅胶耐磨强度的一个指标。是指在一定条件下硅胶磨耗的损失量。——单位:%

遇水不炸裂率:是指耐水硅胶耐水度的一个指标。——单位:%

编辑本段无机硅胶分类

硅胶根据其孔径的大小分为:大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。由于孔隙结构的不同,因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量,细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶,而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间,其吸附量也介于粗、细孔之间。

无机硅胶根据其用途,还可以分为啤酒硅胶、变压吸附硅胶、医用硅胶、变色硅胶、硅胶干燥剂、硅胶开口剂、牙膏用硅胶等。

细孔硅胶

细孔硅胶为无色或微黄色透明状玻璃体,它的基本质量参数如下:平均孔距2.0-3.0MM ,比表面650-800

细孔硅胶

㎡/g,孔容0.35-0.4ml/g,比热0.92KJ/kg.℃,导热系数0.63KJ/m. hr .℃.

用途:适用于干燥,防潮,防锈。可防止仪器,仪表,武器弹药,电器设备,药品,食品,纺织品及其他各种包装物品受潮,也可用做催化剂载体以及有机化合物的脱水精制。因其具有堆积密度高和低湿度下吸湿效果明显的特点,可以用作空气净化剂以控制空气温度。在海运途中也有广泛的应用,因为货物在运输过程中常因温度大而受潮变质,用该产品可有效的去湿防潮,使货物的质量得到保障。细孔硅胶还常用于两层平行密封窗板之间的除湿,可保持两层玻璃的通明度。

B型硅胶

性状:B型硅胶为乳白色透明或半透明球状或块状颗粒。B型胶孔结构介于粗孔硅胶、细孔硅胶之间。

B型硅胶

基本质量参数:孔容为0.60—0.85ml/g,平均孔径为4.5—7.0nm,比表面为450—650m2/g。

用途:主要用作空气湿度调节剂、催化剂及载体、宠物垫料,以及用作层析硅胶等精细化工产品的原料。

粗孔硅胶

粗孔硅胶又叫C型硅胶,是硅胶的一种,是一种高活性吸附材料,属

粗孔硅胶

非晶态物质,其化学分子式为mSiO2·nH2O。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。粗孔硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。

粗孔硅胶外观呈白色,有块状、球状和微球形三类产品。粗孔球形硅胶主要用于气体净化剂、干燥剂及绝缘油的除酸剂等;粗孔块状硅胶主要用于催化剂载体、干燥剂、气体和液体净化剂等。

编辑本段有机硅胶

有机硅性能

有机硅胶产品的基本结构单元是由硅-氧链节构成的,侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此,在有机硅产品的结构中既含有"有机基团",又含有"无机结构",这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相比,有机硅产品的

硅胶

最突出性能是:

1.耐温特性

有机硅产品是以硅-氧(Si-O)键为主链结构的,C-C键的键能为82.6千卡/克分子,Si-O键的键能在有机硅中为121千卡/克分子,所以有机硅产品的热稳定性高,高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温,而且也耐低温,可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能,随温度的变化都很小。

2.耐候性

有机硅产品的主链为-Si-O-,无双键存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。

3.电气绝缘性能

有机硅产品都具有良好的电绝缘性能,其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅,而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此,它们是一种稳定的电绝缘材料,被广泛应用于电子、电气工业上。有机硅除了具有优良的耐热性外,还具有优异的拒水性,这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。

4.生理惰性

聚硅氧烷类化合物是已知的最无活性的化合物中的一种。它们十分耐生物老化,与动物体无排异反应,并具有较好的抗凝血性能。

5.低表面张力和低表面能

有机硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强。这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因:疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。有机硅的用途

由于有机硅具有上述这些优异的性能,因此它的应用范围非常广泛。它

硅胶

不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用,而且也用于国民经济各部门,其应用范围已扩到:建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。

编辑本段有机硅的分类

有机硅主要分为硅橡胶、硅树脂、硅油三大类。

硅胶制品根据成型工艺的不同可以分为三大类系

模压硅胶制品

模压硅胶制品通常是通过高温模具在放入添加硫化剂的固体硅胶原料后通过硫化机台施加压力,高温硫成固体化成型的,模压硅胶的硬度通常在30°C-70°C。原料配合色膏按照潘通色卡号调出颜色,模具的形状决定了模压硅胶制品的形状,模压硅胶制品是目前硅胶行业中运用最广泛的一种。主要用于只做硅胶工业配件,按键,硅胶礼品,硅胶手环,硅胶手表,钥匙包,手机套,硅胶厨具,硅胶垫,冰格,蛋糕模等等。

挤出硅胶制品

挤出硅胶制品通常是通过挤出机器挤压硅胶成型的,一般挤出硅胶形状是长条的,管状的可随意裁剪,但是挤出硅胶的形状有局限性,在医疗器械,食品机械中广泛使用。

液态硅胶制品

液态硅胶制品是通过硅胶注塑喷射成型的,产品柔软,硬度可以达到10°C-40°C,因其柔软的特性,在仿真人体器官,医疗硅胶胸垫,等广泛运用。

特种硅胶制品

特种硅胶制品是根据硅胶的化学特性或者一些辅助原料的添加,特种硅胶制品还可具有耐高温(最高可达330度),食品级(完全符合美国FDA,LFGB标准),医疗级,阻燃级,通过添加辅助原料还可以具有,夜光,负离子,变色,等特性。[2]

编辑本段硅橡胶分类

硅橡胶主要分为室温硫化硅橡胶,高温硫化硅橡胶

编辑本段辨别硅胶的真假

从手感方面来说,硅胶产品的韧性、弹性都是很好的,不容易因外力而永久变形,而且手感会感到比较光滑,而假冒的硅胶产品容易变形,而且摸起来也比较的粗糙,因为假冒的硅胶表面没有一层油脂状物质。

从特性方面来说,硅胶产品是无毒无味无色的产品,质地好,对人体没有危害,而一般假冒的硅胶产品很难达到这些效果,假冒伪劣的硅胶产品一般都是有毒有刺鼻气味的,而且也比较粗糙了!

同时我们也可以把真假硅胶通过火焰燃烧也是很有作用的,假冒的硅胶产品在燃烧时出黑色烟雾、剩余物为黑色粉状,真的硅胶产品无论是什么颜色燃烧时都出白色烟雾、燃烧剩余物即为白色粉状。[3]

编辑本段简单分类

一般来说,硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。

无机硅胶是一种高活性吸附材料,通常是用硅酸钠和硫酸j及盐酸反应,并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质,其化学分子式为mSiO2.nH2O。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。

硅胶根据其孔径的大小分为:大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细

硅胶

孔硅胶。由于孔隙结构的不同,因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量,细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶,而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间,其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。

编辑本段室温硫化硅橡胶用途

随着现代科学技术的进步和发展,硅橡胶在医学上的用途将有更广阔的前景。

泡沫硅橡胶是以缩合型的羟基封端的硅生胶为基料,羟基含氢硅油为发泡剂,乙烯基铂络合物为催化剂(加热型催化剂为二丁基二月桂酸锡),在室温下发泡硫化而成的一种带孔的海绵状弹性体。为了提高泡沫体的质量还要加入一些其它组份,如含硅油,使硫化过程产生较多的气体;

提高泡沫体的手感和减小密度。加入二苯基硅二醇不但能控制泡沫体结构,又能控制住胶料在存放过程中粘度增大,但其用量不能太多,否则会影响泡沫体的电气性能。为了提高泡沫体的物理机械性能,还可加入透明硅橡胶。催化剂氯铂酸的乙烯基络合物的用量不能太多,以操作方便为准,否则会使粘度增大不利于操作;当催化剂用量不足时,硫化不完全,泡沫体表面发粘,

硅胶

弹性不好,软而带有塑性,强度差。

泡沫硅橡胶硫化前呈液态,适宜作灌封材料。硫化后的泡沫体可在-60~159℃下长期使

用,经150℃、72小时老,或一60~十70℃十次冷热交变使用,泡沫体仍保持原来性能。

泡沫硅橡胶由于具有较高的热稳定性,良好的绝热性、绝缘性、防潮性、抗震性,尤其是在高频下的抗震性好,因此是一种理想的轻质封装材料。用于各种电子元件、仪器、仪表、飞行体仪器轮等可起到"防潮、防震、防腐蚀的"三防"保护作用。此外还可做绝热夹层的填充材料及盐雾气氛中的漂浮材料以及密封材料。泡沫硅橡胶在医学上还可做为矫形外科的填充、修补及膺服材料。

美国防康宁公司为了适用输电线路的防火要求,研制成阻燃型室温硫化泡沫硅橡胶DC3-6548。这种泡沫硅橡胶主要用于电线电缆通过处(例如屋顶、墙壁、楼房等处孔洞)的防火密封,阻燃性能非常好,其极限氧指数达39(绝大多数塑料的极限氧指数只有20),使用寿命长达50年。目前,这种阻燃室温硫化泡沫硅橡胶已广泛用于核电站、电子计算机中心、海上采油装置等环境条件苛刻,或防火要求特别高的场所。

双组分缩合型室温硫化硅橡胶简介2007-05-2409:09双组分缩合型室温硫化硅橡胶是最常见的一种室温硫化硅橡胶,其生胶通常是羟基封端的聚硅氧烷,再与其它配合剂、催化剂相结合组成胶料,这种胶料的粘度范围可从100厘沲至一百万厘沲之间。

双组分室温硫化硅橡胶的硫化反应不是靠空气中的水分,而是靠催化剂来进行引发。通常是将硅生胶、填料、交链剂作为一个组分包装,催化剂单独作为另一个组分包装,或采用其它的组合方式,但必须把催化剂和交链剂分开包装。无论采用何种包装方式,只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。常用的交链剂是正硅酸乙酯,催化剂为二丁基二月桂酸锡。并根据所需最终产品的性质加入适当的填充剂和添加剂。近年来,许多国家由于二丁基二月桂酸锡属于中等毒性级别的物质,在食品袋和血浆袋中禁止加入二丁基锡,基本上已被低毒的辛基锡所取代。

双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快,同时搁置时间越短。在室温下,搁置时间一般为几小时,若要延长胶料的搁置时间,可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间,但在150℃的温度下只需要1小时。通过使用促进剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷进行协合效应可显著提高其固化速度。

双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。

一.单组分室温硫化硅橡胶

单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化成弹性体。随着链剂的不同,单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度,

提高环境的温度和湿度,都能使硫化过程加快。在典型的环境条件下,一般15~30分钟后,硅橡胶的表面可以没有粘性,厚度0.3厘米的胶层在一天之内可以固化。固化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性,以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在-60~200℃范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热,固化后收缩率小,对材料的粘接性好。因此,主要用作粘合剂和密封剂,其它应用还包括就地成型垫片、防护涂料和嵌缝材料等。许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝上的自动粘接性能。当粘接困难时,可在基材上进底涂来提高粘接强度,底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或

树脂,当它们在基材上固化后,生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便,但由于它的硫化是依懒大气中的水分,使硫化胶的厚度受到限制,只能用于需要6毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的,胶层越厚,固化越慢。当深部也要快速固化时,可采用分层浇灌逐步硫化法,每次可加一些胶料,等硫化后再加料,这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速深层胶的硫化。

二.双组分缩合型室温硫化硅橡胶

双组分室温硫化硅橡胶硫化反应不是靠空气中的水分,而是靠催化剂

硅胶

来进行引发。通常是将胶料与催化剂分别作为一个组分包装。只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快,同时搁置时间越短。在室温下,搁置时间一般为几小时,若要延长胶料的搁置时间,可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间,但在150℃的温度下只需要1小时。通过使用促进剂进行协合效应可显著提高其固化速度。双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能,加上硫化时收缩率极小,因此,适合于用来制造软模具,用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外,利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真性能可以在文物上复制各种精美的花纹。双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意:首先把胶料和催化剂分别称量,然后按比例混合。混料过程应小心操作以使夹附气体量达到最小。胶料混匀后(颜色均匀),可通过静置或进行减压(真空度700毫米汞柱)除去气泡,待气泡全部排出后,在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡胶。

三.双组分加成型室温硫化硅橡胶

双组分加成型室温硫化硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分,前者强度较低,后者强度较高。它们的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基(或丙烯基)和交链剂分子上的硅氢基发生加成反应(氢硅化反应)来完成的。在该反应中,不放出副产物。由于在交链过程中不放出低分子物,因此加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。这一类硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳定性(即使在高压蒸汽下)、良好的低压缩形变、低燃烧

性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点,

因此是目前国内外大力发展的一类硅橡胶。双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。

双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能,加上硫化时收缩率极小,因此,适合于用来制造软模具,用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外,利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真性能可以复制各种精美的花纹。例如,在文物复制上可用来复制古代青铜器,在人造革生产上可用来复制蛇、蟒、鳄鱼和穿山甲等动物的皮纹,起到以假乱真之效。

双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意几个具体问题:首先把基料、交联剂和催化剂分别称量,然后按比例混合。通常两个组分应以不同的颜色提供使用,这样可直观地观察到两种组分的混合情况,混料过程应小心操作以使夹附气体量达到最小。胶料混匀后(颜色均匀),可通过静置或进行减压(真空度700毫米汞柱)除去气泡,待气泡全部排出后,在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡皮。

双组分室温硫化硅橡胶硅氧烷主链上的侧基除甲基外,可以用其它基团如苯基、三氟丙基、氰乙基等所取代,以提高其耐低温、耐热、耐辐射或耐溶剂等性能。同时,根据需要还可加入耐热、阻燃、导热、导电的添加剂,以制得具有耐烧蚀、阻燃、导热和导电性能的硅橡胶。

(一)甲基室温硫化硅橡胶

甲基室温硫化硅橡胶为通用硅橡胶的老品种,具有耐水、耐臭氧、耐电弧、耐电晕和耐气候老化等优点。它可一60~200℃温度范围内使用。因此,广泛用作电子电器元件的灌

硅胶

注和密封材料,仪器仪表的防潮、防震、耐高低温灌注和密封材料。也可用于制造模具,用于浇铸聚酯树脂、环氧树脂和低熔点合金零部件。也可用作齿科的印模材料。用甲基室温硫化硅橡胶涂布在棉布、纸袋上,可做成用于输送粘性物品的输送带和包装袋。

(二)甲基双苯基室温硫化硅橡胶

甲基双苯基室温硫化硅橡胶除具有甲基室温硫化硅橡胶的优良性能外,比甲基室温硫化硅橡胶具有更宽的使用温度范围(-100~250℃)。苯基含量在2.5~5%的低苯基室温硫化硅橡胶(108-1)可在-120℃低温条件下保持弹性,是目前硅橡胶中低温性能最好的一个品种;苯基含量在10~20%的室温胶(108-2)具有很好的耐辐照、耐烧蚀和自熄性,若在其中加

入一定量的耐热添加剂如Fe2O3,等可提高热老化性能,适用于250℃以上高温下使用或做耐烧蚀腻子涂层和包封材料等。

甲基苯基室温胶与其它室温胶一样,可做浸渍、印模和脱膜使用。如欲增加与其它材料的粘着力,必须在使用该材料之前,对被粘着的材料进行表面处理,表面处理的步骤如下:用丙酮溶剂对材料表面清洗1~2次,然后用表面剂处理1~2次,在60℃烘箱内烘数分钟,此时在材料表面形成一层少有粘手的膜,就可上胶。

(三)甲基嵌段室温硫化硅橡胶

甲基嵌段室温硫化硅橡胶是甲基室温硫化硅橡胶的改性品种,它是由羟基封头的聚二甲基硅氧烷(107胶)和甲基三乙氧基硅烷低聚物(分子量3~5)的共聚体。在二丁基二月桂酸锡的催化下,聚二甲基硅氧烷中的羟基和聚甲基三乙氧基硅烷中的乙氧基缩合生成三向结构的聚合体,经硫化后的弹往体比甲基室温硫化硅橡胶具有较高的机械强度和粘接力,可在一70~200℃温度范围内长期使用。

甲基嵌段室温硫化硅橡胶具有防震、防潮、防水、透气、耐臭氧、耐气候老化、耐弱酸弱碱性能。它的电气绝缘性能很好,还具有很好的粘结性,而且成本低。因此,可广泛用于灌封、涂层、印模、脱模、释放药物载体等场合。用甲基嵌段室温胶灌封的电子元器件有防震、防潮、密封、绝缘、稳定各项参数等作用。把甲基嵌段室温胶直接涂布到扬声器上,可减少和消除扬声器的中频各点,经硫化后扬声器谐振频率性能可降低20赫兹左右。在甲基嵌段室温胶中配合入一定量的添加剂后可用作纸张防粘剂。在食品工业的糖果、饼干传送带上涂上一层薄薄的甲基嵌段室温胶后,可改善帆布的防粘性能,从而改善了食品的外观,提高原料的利用率。

在甲基嵌段室温胶中加入适量的气相法白炭黑,可用于安装窗户玻璃、幕墙、窗框、预制板的接缝、机场跑道的伸缩缝。此外,还可做电子计算机存贮器中磁芯和模板的粘合剂,还可做导电硅橡胶和不导电硅橡胶的粘合剂等。用甲基嵌段室温硫化硅橡胶处理织物可提高织物的手感、柔软和耐曲磨性。

(四)室温硫化睛硅橡胶

室温硫化腈硅橡胶是聚β-腈乙基甲基硅氧烷,室温硫化猜硅橡胶除具有硅橡胶的耐光、耐臭氧、耐潮、耐高低温和优良的电绝缘性能外,主要特点是耐非极性溶剂如耐脂肪族、芳香族溶剂的性能好,其耐油性能与普通耐油丁腈橡胶相接近,可用作油污染部件及耐油电子元件的密封注料灌。

(五)室温硫化氟硅橡胶

室温硫化氟硅橡胶是聚γ-三氟丙基甲基硅氧烷,它的主要特点是具有耐燃料油、耐溶剂和高温抗降解性能,还具有良好的挤出性能。主要用于超音速飞机整体油箱的密封、嵌缝,氟硅橡胶垫圈,垫片的粘结固定;硅橡胶和氟硅橡胶的粘合,以及化学工程和一般工业上耐燃料油;耐溶剂部位的粘结。

(六)室温硫化苯撑硅橡胶

室温硫化苯撑硅橡胶是硅苯(联苯)撑硅氧烷聚合物,它的突出优点是具有优异的耐高能射线性能。试验证明经受1x109伦琴γ-射线或1xl018中子/厘米2的中子照射后,仍可保持橡胶弹性,比室温硫化甲基硅橡胶大10~15倍,比室温硫化苯基硅橡胶大5~10倍。

室温硫化苯撑硅橡胶可适用原子能工业、核动力装置以及宇宙飞行等方面作为耐高温、耐辐射的粘接密封材料以及电机的绝缘保护层等。

室温硫化硅橡胶(RTV)是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体,这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、如压即可就地固化,使用极其方便。因此,一问世就迅成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。现在室温硫化硅橡胶已广泛用作粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料,在各行各业中都有它的用途。

室温硫化硅橡胶由于分子量较低,因此素有液体硅橡胶之称,其物理形态通常为可流动的流体或粘稠的膏状物,其粘度在100~1000000厘沲之间。根据使用的要求,可把硫化前的胶料配成自动流平的灌注料或不流淌但可涂刮的腻子。室温硫化硅橡胶所用的填料与高温硫化硅橡胶类似,采用白炭黑补强,使硫化胶具有10~60公斤/厘米2扯断强度。填加不同的添加剂可使胶料具有不同的比重、硬度、强度、流动性和触变性,以及使硫化胶具有阻燃、导电、导热、耐烧蚀等各种特殊性能。

室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶,按硫化机理又可分为缩合型和加成型。因此,室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型,即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。

单组分和双组分缩合型室温硫化硅橡胶的生胶都是α,ω-二羟基聚硅氧烷;加成型室温硫化硅橡胶则是含烯基和氢侧基(或端基)的聚硅氧烷,因为在熟化时,往往在稍高于室温的情况下(50~150℃)能取得好的熟化效果,所以,又称低温硫化硅橡胶(LTV)。

这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其优缺点:单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便,但深部固化速度较困难;双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热,收缩率很小,不膨胀,无内应力,固化可在内部和表面同时进行,可以深部硫化;加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度,因此,利用温度的调节可以控制其硫化速度。单组分室温硫化硅橡胶单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠空气中的水分来引发的。常用的交链剂是甲基三乙酰氧基硅烷,它的Si-O-C键很易被水解,乙酰氧基与水中的氢基结合成醋酸,而将水中的羟基移至原来的乙酰氧基的位置上,成为三羟基甲基硅烷。三羟基甲基硅烷极不稳定,易与端基为羟基的线型有机硅缩合而成为交链结构。平时,将含有硅醇端基的有机硅生胶与填料、

硅胶

催化剂、交链剂等各种配合剂装入密封的软管中,使用时由容器挤出,借助于空气中的水分而硫化成弹性体,同时放出低分子物。

交链剂除甲基三乙酰氧基硅烷外,还可以是含烷氧基、肟基、胺基、酰胺基、酮基的硅烷。当与烷氧基交链后放出醇,称为脱醇型单组分室温硫化硅橡胶,当与肟基交链后生成肟,称为脱肟型室温硫化硅橡胶、因此,随着交链剂的不同,单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种,但脱酸型是目前最广泛使用的一种。

单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度,提高环境的温度和湿度,都能使硫化过程加快。在典型的环境条件下,一般15~30分钟后,硅橡胶的表面可以没有粘性,厚度0.3厘米的胶层在一天之内可以固化。固化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。

单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性,以及耐热、耐自然老化、耐火焰、

耐湿、透气等性能。它们在-60~200℃范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热,固化后收缩率小,对材料的粘接性好。因此,主要用作粘合剂和密封剂,其它应用还包括就地成型垫片、防护涂料和嵌缝材料等。许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝土的自动粘接性能,例如对裸露的铝,抗剪强度可达200磅/吋2,撕裂强度可达20磅·呎/吋2(0.35焦耳/厘米2)。当粘接困难时,可在基材上进行底涂来提高粘接强度,底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或树脂,当它们在基材上固化后,生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。

单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便,但由于它的硫化是依懒大气中的水分,使硫化胶的厚度受到限制,只能用于需要6毫米以下厚度的场合。

单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的,胶层越厚,固化越慢。当深部也要快速固化时,可采用分层浇灌逐步硫化法,每次可加一些胶料,等硫化后再加料,这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速深层胶的硫化。

耐高温硅橡胶耐温-70℃-+350℃,耐高低温.甲基苯基乙烯基硅橡胶是在甲基乙烯基硅橡胶的分子链中引入甲基苯基硅氧链节或二苯基硅氧链节而得的产品。

在聚硅氧烷的侧基上引入苯基,由于破坏了二甲基硅氧烷结构的规整性,大大降低了聚合物的结晶温度,扩大了该聚合物材料的低温应用范围。因此,甲基苯基乙烯基硅橡胶除了具有甲基乙烯基硅橡胶所有的压缩永久变形小、使用温度范围宽、抗氧化、耐候、防震、防潮和良好的电气绝缘性能外,还具有卓越的耐低温、耐烧蚀和耐辐照等性能.这些性能随分子链中苯基含量的不同而有所变化,一般来说,苯基含量(苯基与硅原子之比)在5~10%时称低苯基硅橡胶,它具有独特的耐寒性能,在-70~-100℃仍能保持橡胶的弹性,是所有橡胶中低温性能最好的一种,加之它兼有甲基乙烯基硅橡胶的优点且成本不高,因此大有取代甲基乙烯基硅橡胶趋势。苯基含量20~40%时称中苯基硅橡胶,它具有卓越的耐燃特性,一旦着火可以自熄。苯基含量在40~50%时称高苯基硅橡胶,它具有优异的耐辐射性能,耐γ-射线为1xI08伦琴。一般说来,随着苯基含量的增加,硅橡胶分子链的刚性逐渐增大,硅橡胶的耐低温性能逐渐下降,但随着苯基含量的增加,提高了硫化胶的耐燃性和耐辐照性。

甲基苯基乙烯基硅橡胶是宇航工业、尖端技术和国民经济其它部门的重要材料之一,可供制做各种模压和挤出制品用作航空工业的耐寒橡胶和用于耐烧蚀、耐热老化或耐辐射部位的密封圈、垫、管材和棒材等。

编辑本段功能用途

1.主要用于仪器、仪表、设备等在密闭条件下的吸潮防锈。

2.与普通硅胶干燥剂配合使用,指示干燥剂的吸潮程度和判断环境的相对湿度。作为包装用硅胶干燥剂,广泛用于精密仪器、皮革、服装、食品、药品和家用电器等。

3.硅胶因为其食品级用途可以用来做婴儿奶嘴等与人体直接接触的用品,另外,硅胶也可用来生产避孕套和隆胸。

编辑本段品种及性能

硅溶胶

性状:

硅溶胶属胶体溶液,无臭、无毒,分子式可表示为mSiO2nH2O.

1.由于胶体粒子微细(10 - 20nm),有相当大的比表面积,粒子本身无色透明,不影响被覆盖物的本色。

2. 粘度较低,水能渗透的地方都能渗透,因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好。

3. 当硅溶胶水份蒸发时,胶体粒子牢固地附着在物体表面,粒子间形成硅氧结合,是很好的粘合剂。

用途:

1. 用作各种耐火材料粘结剂,具有粘结力强、耐高温(1500-1600°C), 等特点。

2.用于涂料工业,能使涂料牢固,又能抗污防尘、耐老化、防火等功能。

3.用于薄壳精密铸造,可使壳型强度大、铸造光洁度高。用其造型比水玻璃造型质量好,代替硅酸乙酯造型可降低成本和改善操作条件。

4.硅溶胶有较高的比表面积,可用于催化剂制造及催化剂载体。

5.用于造纸工业,可作为玻璃纸防粘剂、照相用纸前处理剂、水泥袋防滑剂等。

6.用作纺织工业上浆剂,它与油剂并用处理羊毛、兔毛的可纺性,减少断头,防止飞花,提高成品率,增加经济效益。

7.用作矽钢片处理剂、显像管分散剂、地板蜡抗滑等

啤酒硅胶

性状:

啤酒硅胶是一种非晶态多微孔结构的固体粉末,孔径为8-16nm,化学分子式为mSiO2·nH2O,不溶于水和任何溶剂,除苛性碱和氢氟酸外,不与任何酸、碱、盐起反应,无毒、无味、不燃烧、不爆炸,具有强的热、冷稳定性,对人体无害。主要用于啤酒工业。

功能:

1.啤酒硅胶具有大的比表面和无数适宜的微孔结构,可能在几分钟内把造成啤酒浑浊的蛋白质吸附,经过滤除去,可延长啤酒贮藏期180-240天,防止啤酒出现冷浑浊。

2.不影响啤酒泡沫和口味。啤酒硅胶的物化性质决定了它对啤酒泡沫和口味毫无影响,实践也证明了啤酒硅胶是世界啤酒行业公认的最安全的啤酒稳定剂。

3.提高助滤效果。啤酒硅胶化学性质稳定,不含啤酒可溶物,其表面积和多微孔结构均大大优于硅藻土,是很好的助滤剂,辅助硅藻土过滤能使啤酒更明亮、更清澈。

蓝色硅胶

性状:

蓝色硅胶分为蓝胶指示剂、变色硅胶和蓝胶,外观为蓝色或浅蓝色玻璃状颗粒,根据颗粒形状可分为球形和块状两种,具有硅胶吸附防潮的作用,并可随吸湿量的增加,自身颜色由蓝色变紫色,最后变成浅红色,既指示环境的湿度,也直观显示是否仍有防潮作用。

用途:

1.主要用于仪器、仪表、设备等在密闭条件下的吸潮防锈。

2.与普通硅胶干燥剂配合使用,指示干燥剂的吸潮程度和判断环境的相对湿度。作为包装用硅胶干燥剂,广泛用于精密仪器、皮革、服装、食品、药品和家用电器等。

编辑本段医用硅胶

医用硅胶是美容外科中应用相当广泛的生物材料,有多种形态,如:液态硅胶油、胶冻样硅胶、泡沫状硅胶海绵及弹性固体硅橡胶等,目前应用较多的是固体硅橡胶。

特点

硅橡胶具有良好的生物相容性,对人体组织无刺激性、无毒性、无过敏反应、机体排异反应极少;具有良好的理化特性,与体液以及组织接触过程中能保持其原有的弹性和柔软度,不被降解,是一种相当稳定的惰性物质。能耐高温,可消毒。加工成型方便,易加工雕刻形状,使用方便。

分类及用途

硅橡胶可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类。

热硫化型硅橡胶

可制成不同硬度的产品,是临床最常用的一种,可预先雕刻成所形。如:鼻假体、人工下颌、颅骨补片、乳房假体、耳廓或支架下颌面部赝复材料、人工关节、人工睾丸等。

室温硫化型硅橡胶

为硅油单位再室温下,通过催化剂的作用完成硫化过程,在其尚为液态未硬化前注射入所需部位,按局部缺陷形态进行填充塑形。但此种用法并发症较多,已被停止使用。

编辑本段主要用途

利用硅胶具有强力吸附能迅速有效地吸附密封包装内的水分、化学性质稳定、无毒无害的特点;加之近年来不断的创新开发,各种硅胶已被大量用于药物提纯、DNA分离、食品干燥、高精电子、高级化妆品、污水净化、啤酒提纯、高级涂料以及树脂生产或保存等方面。在我们日常生活和生产经营活动中,硅胶被经常用于以下几方面:

精密光学仪器、电子电器的干燥防霉包装;

皮具干燥方面,如放置于皮衣、皮袋、皮鞋内起到干燥保质的作用;

食品干燥方面,多见于放在饼干及油炸类食品中,以保证食品松脆;

药品干燥方面,放于药瓶内,确保药品延长保存期;

集装箱干燥:运输的集装箱在不同纬度上会形成箱里的“内雨”,如果您使用硅胶干燥剂,它能吸附相当于自身重量的水份,对远洋运输长达50天的过程中,可以有效地降低露点而使集装箱的凝水现象得到控制。

宾馆用物品类,如放置在衣柜中,鞋中和床下,吸附各种异味,保持空气干爽清新。编辑本段硅胶生产工艺及应用

工艺特性

硅胶的生产经过凝胶、洗涤、干燥这一共性,但具体到某一类型胶,又有工艺各异,相互区别的个性。

凝胶造粒过程

凝胶造粒是硅胶生产的关键性步骤之一,是指一定浓度的稀泡花碱液和稀硫酸在一定条件充分反应形成溶凝胶溶液,达一定浓度后形成凝胶颗粒。凝胶颗粒的形状、大小等完全由用户需求及工艺生产能力决定,关于几成胶方法,目前多采用空气造粒,粒度要求微细时,考虑到空气造粒的难度,则大多采用反应罐凝胶造粒,例微粉硅胶的生产。凝胶所用的酸碱比例、浓度、温度及凝胶造粒时间等是凝胶造粒过程的特定工艺参数。

2.1酸碱比例

2.1.1酸性成胶(酸碱比例问题)时,一次凝胶粒r(相当少初级粒向小,聚集时易形成细孔结构的硅胶;碱性成胶时,一次凝胶粒r大,聚集时易形成粗孔性的硅胶。这就是粗孔胶的生产优选碱性成胶,细孔胶生产则优选酸性成胶的道理。

2.1.2酸碱浓度要适中。酸碱浓度过高,一次凝胶粒r较大,聚集时成为较粗孔径的硅胶,Ifn凝胶溶液中一次粒I浓度也大,即凝胶网状结构的紧密度增大,聚集时又易成为细孔,一者有相互抵消的倾向。再者,酸碱浓度过高,凝胶溶液的粘度增大,给造粒带来一定的难度,另外,酸碱浓度的大小还要受到凝胶粒度、结构及生产设计能力等的限制。

2. 1. 3酸碱温度过高.酸碱反应的速度过快.Ifu酸碱反应本身又是放热反应.一次粒r聚集时又要放热.因此.使得一次粒r任增大”.造粒速度减慢.势必超出工艺要求范围.对造粒不利;酸碱温度过低.一次粒r减小.易形成细孔.但如果几凝胶溶液温度太低、粘度增加.同样也对造粒不利。因此酸碱温度也要适中。

2. 1. 4凝胶造粒时间是凝胶造粒过程中又一至关重要的工艺参数。是指从酸碱混合反应开始到粒度凝胶形成为止所经历的时间.包括凝胶时间与造粒时间。凝胶造粒时间短.则可能使凝胶溶液反应不充分或均匀度不够.使得一次粒r的浓度分布不匀.形成局部凝胶或局部紧密堆积.这就产生造粒过程中的汽泡胶.碎胶或胶球强度不够等现象。同时这也是造成胶球颗粒内部结构紊乱.孔分布范围大的一个主要原因。因此.在生产实践中.对于几空气造粒.在工艺允许范围内.颗粒大的胶.时间要尽量长.颗粒小的胶.时间则可适当短些。几在反应釜罐中凝胶

造粒的特细微球硅胶.时间则要更长.而且要加搅拌。

2. 2洗胶过程

洗胶是硅胶生产中不可少的工艺过程.是为了将粒状凝胶所形成的NazSO洗掉,将各阴阳离子(主要为H+、NH4+、SO2一、Si03-等)控制到工艺要求范围内。同时.它也是一个调整颗粒内部结构(即老化)的过程。

2. 2. 1交换吸附(即Na十与H十的交换)现象是洗胶过程的本质特性之一。酸泡过程是交换吸附的主要过程.1}' a'与H十的交换多在这一过程完成。水洗过程的交换远未停止只不过是交换量越来越小。酸泡浓度、洗水介质、水洗温度是洗胶过程的主要工艺参数,影响交换速度、数量等。

2. 2. 2成品硅胶的孔特性好大一部分是由洗胶过程的老化决定的,而这一过程的老化程度取决于几洗胶介质、温度。洗胶介质、温度则是控制一次粒子增长幅度的主要因素,即通过调整一次粒子的增幅达到调整孔结构的目的。细孔胶的洗涤要求抑制老化,因此,在凝胶造粒形成后即进行必要而短促的老化后就进行酸泡,洗胶介质自始至终必须显酸性,因为酸性介质(即H十)能有效的抑制一次粒子的…长大”,而且含酸量的大小即决定了抑制老化程度的大小。同时,洗胶温度应低些,因为老化是个吸收能量的过程,温度低、供能少,老化程度自然也小。即细孔胶的洗涤是通过抑制一次粒子的…长大”,达到调整孔结构的目的。特别对于几孔结构要求严整(即孔分布范围小)而且堆密度又要求在一定范围的细孔胶的生产,例如对于变压吸附COz专用细孔胶的生产。洗胶时洗水的含酸量、温度均要做出严格的要求。由于几细孔胶的洗涤温度低,交换速度慢,所以洗涤时间要长些,但不能太大,时间太长,特别是临近终l从时,反而加速老化。粗孔胶的生产则要求促进老化。遵循碱性介质、高温热水促进老化的原则,采取在酸泡前加入高温热水,且设法使其显碱性,提高水洗过程中的温度,在终了结束时,加入一定浓度的氨水,以增加0 H-离子的浓度等措施,促使一次粒子…长大”,扩大孔径,达到老化的目的。不难看出,在整个水洗过程中,老化程度呈上升的趋势。水洗温度高,不但颗粒内部一次粒子长大,颗粒间特别是胶粉粒子间亦有…长大”的趋向,这就是水洗温度高时,胶粉聚集处容易结块,胶球表面粘粉的又一主要原因。对于较粗孔径即介于粗细孔胶间如T3型胶的生产,适中老化即可,有时为缓冲干燥过程中的液体表面张力作用,水洗终了进行表而处理。温度过高,时间过长,处理液的存在会使胶球变化,因此处理液的应用要受干燥工艺条件的限制。

2. 3干燥过程

干燥是在液体表面张力作用小,使胶球颗粒水分蒸发体积收缩,使一次粒子再度聚集…长大”,达到深度老化的目的。细孔胶为了抑制老化程度,经常是通过控制进干燥时胶球中的含酸量达到目的。在生产实践中,粗细孔胶多在一般的高温条件下干燥。干燥温度越高,一次粒子聚集的速度越大,孔径越大。焙烧扩孔就是这个道理。为制得孔烃收缩不大,甚至不缩孔的硅胶,常常采用降低液体表而张力的方法达到目的。

2. 4成品胶质量参数指标与硅胶工艺特性的关系硅胶的工艺特性决定了成品胶的质量参数指标,反过来成品胶的质量参数指标又要求一定的工艺特性控制。现就成品胶堆密度为例剖析一者的关系。堆密度是硅胶成品分析中的重要质量参数之一,能直观简便的反应硅胶颗粒内部孔结构的物理参数。硅胶是一种多孔性的固体颗粒,它的表面体积实际由二部分组成,第一部分是硅胶颗粒内部实际的孔所,片的体积以V a}表示。第二部分是堆积时颗粒之间的孔隙,以V },}表示。第二部分是硅胶肾架所具有的体积,以V i。表示。这样V u}-= V },}+ V a}+ V t,=,设n,为硅胶的质量,即得Pug-= m/V },'}+ V}}+ V i',=(有别于几硅胶密度Porgy=mlV a}+ Vi',=)。

2. 4. 1同等条件,一定孔体积的硅胶,对应一定的堆密度,A,T3,C二种类型胶的孔径、孔容依次增大,V u}则依次减小,这就是堆密度变成为区别A,T3,C二种类型胶的依据,即

沸石吸附材料的研究进展

沸石吸附的研究进展 摘要:本文主要通过沸石分子筛吸附剂对碘吸附的原理及传质影响的研究,目的是加强认识脱碘的机理,为进一步开发沸石吸附剂的应用提供一定的理论依据。同时针对目前国内外的研发及应用情况进行了概述,提出了存在的问题和解决的思路。 关键字:沸石脱碘吸附传质 前言 沸石是含碱土金属或碱金属的具有三维空间结构的硅铝酸盐晶体,分为天然沸石和人工沸石。天然沸石空隙中充满大量的水分,加热时会沸腾而得其名。人工合成沸石是以硅和含铝的盐为原料,经过水热合成大小与分子大小相当的材料,也称分子筛。沸石的化学通式为M x/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O,其中M通常为Na、K、Ca等金属离子。 沸石比表面积适中,一般为500~800m2/g;其孔结构以微孔为主,孔径较小,一般主孔径最大不超过2.5nm,且分布均一。沸石分子筛是通过氧硅四面体和氧铝四面体单元在过氧架桥作用下形成的,其中氧铝四面体带负电性,且孔道内分布有金属阳离子,容易与外界的阳离子发生交换,表现出离子交换性。常用的分子筛全交换工作容量在2.0~2.5mg/g。 沸石是一种强极性吸附剂,极易水分子等极性分子,且由于自身铝硅比和孔径大小不同,对不同极性分子具有选择性,孔道内有可被交换的金属阳离子,对某些特定分子有特殊的吸附作用。 在废气处理方面,沸石可以吸附废气中的SO2和NO x,但是其吸附量低。利用 改性方法可改变沸石的电性、孔径等,可以用来对不同分子特性和直径的气体进行吸附。在水处理方面,利用沸石的离子交换能力,可以吸附去除废水中的氨氮,也可以利用利用改性沸石处理高氟污水或地下水,有价格低的优势,但吸附容量往往不高。 沸石吸附剂脱碘的特性就是一种选择性吸附,通过选择适合碘分子大小孔径的沸石制成吸附剂,达到吸附碘的目的。 二、沸石吸附剂的脱碘原理 1. 吸附原理 (1)物理吸附 沸石吸附剂吸附碘包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是由于溶液中的碘与沸石分子筛固体表面之间存在范德华力(Van der waals),而产生了范德华吸附,它是可逆的。当沸石分子筛表面分子与液体中碘之间的引力大于液体内部分子运动时,液体中的碘就被吸附在沸石分子筛表面上。它们之间的吸引机理,与气体的液化和冷凝时的机理类似,其吸附热比较低。从分子运动观点看,这些吸附在沸石吸附剂表面的分子由于分子运动,也会从固体表面脱离而进入液体中去,但其本身不发生化学变化。所以物理吸附的特征就是吸附物质不发生任何化学反应,吸附的进程极快,参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。而且这种吸附通常在固体表面几个分子直径的厚度区域,单位体积固体表面所吸附的量非常小。(2)化学吸附 化学吸附是由于沸石通过所存在的孔道和空腔中的阳离子交换,使其吸附性能发生较大变化,即沸石通过与含Ag的可溶性盐类溶液进行离子交换成银离子型沸石。其脱碘的原理是这种载在沸石上的可交换的银离子从沸石上解离出来,与

沸石与分子筛的区别讲解

沸石与分子筛的区别研究 摘要 随着天然与人工分子筛在化工行业的应用的推广,以及各方面的生产要求的提高,促使分子筛的研究成为当今的热门。作为初学者,本文主要围绕沸石、分子筛的不同应用分别从二者的概念、特征、结构、性能、用途等几个方面阐述分子筛与沸石的区别。 关键词沸石分子筛应用区别 一、简介 1932年,McBain提出了“分子筛”的概念。表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。虽然沸石只是分子筛的一种,但是沸石在其中最具代表性,因此“沸石”和“分子筛”这两个词经常被混用。人造沸石是:磺酸化聚苯乙烯;天然沸石:铝硅酸钠。沸石族矿物常见于喷出岩,特别是玄武岩的孔隙中,也见于沉积岩、变质岩及热液矿床和某些近代温泉沉积中。浙江省缙云县为我国境内沸石储量最高的地区。 狭义上讲,分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体 或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成的分 子尺寸大小(通常为0.3nm至2.0 nm)的 孔道和空腔体系,从而具有筛分分子的特 性。然而随着分子筛合成与应用研究的深

入,研究者发现了磷铝酸盐类分子筛,并且分子筛的骨架元素(硅或铝或磷)也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代,其孔道和空腔的大小也可达到2 nm以上,因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛;按孔道大小划分,孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。由于具有较大的孔径,成为较大尺寸分子反应的良好载体,但介孔材料的孔壁为非晶态,致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水,水分子在加热后连续地失去,但晶体骨架结构不变,形成了许多大小相同的空腔,空腔又有许多直径相同的微孔相连,这些微小的孔穴直径大小均匀,能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来,而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子,极性程度不同的分子,沸点不同的分子,饱和程度不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称为分子筛。目前分子筛在冶金,化工,电子,石油化工,天然气等工业中广泛使用。 二,结构 沸石有很多种,已经发现的就有36种。它们的共同特点就是具有架状结构,就是说在它们的晶体内,分子像搭架子似地连在一起,中间形成很多空腔。因为在这些空腔里还存在很多水分子,因此它们是含水矿物。这些水分在遇到高温时会排出来,比如用火焰去烧时,

丝光沸石应用前景

丝光沸石应用前景 丝光沸石是一种架状硅铝酸盐,具有特殊结构。其结构决定了丝光沸石具有优良的选择性、吸附性、选择性离子交换、催化反应性、耐酸耐碱性、高热稳定性和耐辐射性,对不同种类、不同大小分子、不同极性物质具有分子筛功能。 丝光沸石应用前景 1、丝光沸石用作催化剂 丝光沸石是一种性能优异的催化剂,最具有代表性的丝光沸石催化剂为美国UOP公司开发的TA系列催化剂,目前工业应用的催化剂牌号为TA-2、TA-3和TA-4。作为催化剂已广泛应用于催化裂化,歧化与烷基转移,烷烃和芳烃异构化,烷基化,甲醇氧化等石化工业中。工业试验表明,丝光沸石的活性优于其他沸石。目前,世界甲苯歧化与烷基转移技术的催化剂研究领域主要集中在丝光沸石、ZSM-5沸石及HAT系列3中催化剂体系。 2、丝光沸石用作吸附剂 丝光沸石其特殊结构决定了其具有优良的选择性吸附作用,既可以进行气体吸附,也可以进行液体吸附。比如,丝光沸石用作净水剂就属于液体吸附剂。 丝光沸石作为气体吸附剂可用来吸附甲醛(有害物质),降低人造板中残留甲醛含量。对人造板中残留甲醛的释放量,国家已有明确规定。各种去除甲醛危害的相关技术和产品应运而生。权威部门掌握的情况表明,目前这类技术和产品基本都采用了化学反应方式,也都不同程度有去除甲醛作用。但同时也影响了甲醛作为粘结剂的重要成分在人造板的产品质量。北京国

投盛世科技股份有限责任公司分子筛助剂则采用物理吸附方式,即丝光沸石吸附法,在粘结剂其他成分结合过程中,不发生化学反应,既能有效地去除甲醛,又不影响产品质量。表1列出了丝光沸石对几种有害气体的吸附。 表1丝光沸石及改性后丝光沸石对几种有害气体的饱和吸附量 3、其它领域中的应用 丝光沸石可作为土壤的改良剂,沸石施入土壤中,可以提高土壤的保肥能力,疏松土壤,改善透气性,促进农作物根系发育生长。国投盛世沸石另外还可用作饲料添加剂、以及用作脱叶剂、杀虫剂、催熟剂等的载体。 目前国内已成功研制了A型分子筛,X型分子筛,Y型等分子筛系列,并得到广泛的应用。随着各种研究的不断深入,丝光沸石尤其是具有高热稳定性的高硅丝光沸石其应用性能将得到进一步开发和发展,将应用到更多的催化工艺过程及更多的领域当中,因此,该产品必将具有广泛的应用领域和较好的工业化应用前景。直接水热合成高硅丝光沸石,成为这类沸石合成研究的重要方向之一,也成为人们亟待解决的问题。

沸石分子筛膜的合成方法

沸石分子筛膜的合成方法 人工制备分子筛的合成得到的一般是松散的晶粒,要得到致密的分子筛膜,分子筛晶体之间必须互生,在多孔载体上定向长成致密层,具有一定的渗透性能。近年来,随着膜技术的发展,分子筛膜制备技术取得了不小的进展,常用的有原位生长法,二次晶种法和微波合成法,此外,还有溶胶-凝胶法、嵌入法、蒸汽相法等。 一、原位水热法 原位生长法采用与分子筛粉末合成相同的方法,将载体、硅源、铝源、模板剂、碱和水按照一定的生长比例加入反应釜中,在一定温度和自生压力下水热晶化,多孔材料在载体表面附着生长,多孔载体表面生长一层致密的分子筛膜层。使用该方法已经成功制备的分子筛膜有MFI、A、SAPO-34和八面沸石膜、丝光沸石膜等。原位水热合成中,沸石膜经历成核期和生长期两个阶段。成核期,母液中的营养随着水热能量的给与而随机成核,附着在载体上,也有部分散落在营养液中;生长期,已经生成的晶核不断原位长大,载体上附着的晶核也长大并互生,连成一片致密的膜层。 膜是由分子筛晶粒互生相连而成。生长液中硅铝比、碱浓度、模板剂的比例、温度和晶化时间都对合成的膜有影响,载体的适当修饰也会对提高分子筛膜的质量。该制备方法设备简单,方法易行,易实现大批量生产,具有工业化前景。不足之处在于可控性差,晶体要优先在载体表面成核而不是溶液主体,受载体表面性质影响和晶核随机生长的影响,膜层的生长很容易不均匀,难致密,膜层厚度不易控制。该方法比较适用于管状的载体生长沸石分子筛膜。迄今为止,人们已经成功的在石英、金属、氧化铝、玻璃等多孔材料表面原位合成了高质量的MFI 型分子筛膜。而且对合成的分子筛膜进行了气体分离和液体渗透汽化分离等测试,膜表现良好。 二、二次晶种法 二次晶种法,顾名思义,先要合成纳米级或者微米级的晶种,然后将纳米晶涂覆在载体的一侧表面,再将载体置于二次生长的母液中水热晶化成膜。合成的晶种的尺寸最好控制在纳米级别,将得到的纳米晶种洗干净后使之均匀分散在溶剂中,得到晶种的悬浮液。然后采用一定的办法,例如沾取涂布法、滴涂法,旋

制氧机进口分子筛和国产分子筛的区别

很多人在买家用制氧机的时候,都会遇到一个问题,就是到底该买进口分子筛,还是国产分子筛。在回答这个问题之前,我们先来看看什么是分子筛。 家用制氧机的分子筛 分子筛是一种具有立方结构的硅酸铝化合物,由于分子筛的表面积很大,所起分子筛的内部就形成了很多空隙,可以把空隙小的分子吸附进来,而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子,极性程度不同的分子,沸点不同的分子,饱和程度不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称为分子筛。而现在的家用制氧机就是利用了分子筛的这种筛分功能,把空气中的氧气和氮气分离开来。我们知道空气中的氧气含量是21%,但其含量是78%,还含有少量其他气体,分子筛把氮气除去后,剩下的几乎就是氧气了。 分子筛对家用制氧机价格的影响 分子筛是制氧机中的关键部件,所以分子筛质量的好坏,就决定了制氧机的使用效果和使用寿命,所以我们看到市场上的制氧机进口分子筛和国产分子筛价格还是相差很多的。拿健康之宝热卖的奥吉制氧机来说,采用进口分子筛的AJ-300B售价2650元,而采用国产分子筛的AJ-300A售价只有2350元,而两款制氧机的其他方面完全一样,进口分子筛的售价要比国产分子筛贵了300元,几乎是机器售价的12%。再比如神鹿制氧机SL-03,国产分子筛的型号售价2450元,进口分子筛的SL-03售价就达到了2800元,价格相差了350元,还是相差比较大的。 分子筛对家用制氧机寿命的影响 既然分子筛的价格相差不少,那么进口分子筛是否物有所值呢,我们有必要花大价钱购买进口分子筛的制氧机呢。其实进口分子筛的寿命比国产分子筛要长很多的,进口分子筛的寿命一般能达到1.8万小时,而国产分子筛寿命只有1.2万小时,两者相差50%左右,以每天家用制氧机的使用时间3个小时计算,采用进口分子筛的制氧机,可以多用6000天,相当于十多年的时间。当然制氧机的寿命也取决于制氧机的其他部件,比如压缩机,电路板等等,而且如果空气中的灰尘较多,对分子筛的寿命影响也很大。另外美国英维康制氧机采用的进口分子筛,其寿命远远超过其他普通进口分子筛,其寿命可达到惊人的3万小时。当然英维康制氧机的售价也是比较高的,健康之宝特价期间,最便宜的一款IRC5LXO2AW也要售价5800元,毕竟是一分钱一分货的。 家用制氧机选购 说了这么多,相信大家对于家用制氧机的分子筛已经有一个比较全面的了解了。购买的时候你可以根据自己的需要选择购买进口分子筛还是国产分子筛。对于一般保健用途,由于每天使用的时间不够多,您可以选择购买国产分子筛的制氧机。对于患有呼吸道疾病的人家来说,最好购买进口分子筛的制氧机。因为您每天的使用时间很长,使用进口分子筛的家用制氧机可以为您服务更长的时间。https://www.wendangku.net/doc/c512275805.html,

分子筛的一些知识

分子筛的一些知识 沸石分子筛的广泛应用,在于它具有优异的性能。为了深刻了解这些性能,就必须弄清分子筛的结构,而深入研究分子筛的结构与性能,反过来又将进一步促进它的应用和发展。 分子筛是一种晶体硅铝酸盐,因而,可以应用X-射线衍射进行结构分析。通常合成分子筛是10μ以下的粉末,在使用粉末衍射法进行测试时,对于对称性较差的沸石类型,指标化及搜集强度的工作都十分困难,因此,到目前为止,仅确定了四十多种沸石的结构,还有一半左右尚未测定出来。 倘若能够得到较大的佛石单晶,采用X-射线衍射的单晶转动法更为有效。较大的A型分子筛单晶可由种子晶体的再结晶得到。用X-射线衍射的单晶转动法,不仅可在指标化之前,引出晶胞参数,确定骨架结构,而且还可以推定出非骨架原子(或离子)和分子和位置。每一种分子筛都有特征的X-射线粉末衍射图样,因此由衍射图样的比较,可以确定沸石的类型。非晶态度的凝胶不产生衍射,故X-射线分析也可以用来观察分子筛结晶的情况,混和物的衍射图样,由各组分的粉末线迭合而成,并且衍射强度随含量而变化。所以X-射线衍射也用以确定分子筛的纯度。 现在又有一种新的红外光谱法测定分子筛的结构。通过测定已知结构分子筛的红外光谱,找出普带的特征频率与骨架结构基团间的关系,进而测定未知结构的光谱,推导出骨架结构。一般采用频率1300-200厘米-1的红外线。因为这一范围包含着(Si,Al)O4四面体的基本振动,反映出骨架结构的特征。目前,红外光谱已用于测定沸石骨架的结构类型,结构基团、骨架的硅铝组成,热分解过程中结构的变化和脱水、脱羟基过程中阳离子的迁移等。 在分子筛的应用中,表面性质十分重要。借助红外光谱,我们可以更透彻地了解沸石的表面性质以及在各种处理中的变化,如根据吸附分子引起的光谱变化,就可知道沸石表面与吸附分子相互作用,吸附分子的位置以及催化活性和表面性质的关系等。由于红外光谱的高度灵敏性,沸石结构的微小变化都在光谱中得到反映。 其他的物理测试技术如紫外光谱等也可以帮助确定分子筛的结构,但目前主要采用的是X-射线衍射和红外光谱法。 沸石A、沸石X、沸石Y和丝光沸石应用最广,对它们的结构和性能的研究也最为深刻。第一节分子筛结构概述 分子筛是一类具有骨架结构的硅铝酸盐晶体,晶体内的阳离子和水分子在骨架中有很大的移动自由度,可进行阳离子交换和可逆地脱水。 分子筛的化学组成可用以下实验式表示:M2/nO. Al2O3. xSiO2. yH2O M是金属离子,n是M的价数,x是SiO2.的分子数,也是SiO2/Al2O3克分子比,y是水分子数. 上式可以改写成M p/n[(AlO2)p()q] yH2O P是AlO2分子数,q是SiO2分子数,M,n,y同上.由上式可以看出:每个铝原子和硅原子平均加起来都有二个氧原子,若金属原子M的化合价n=1,则M的原子数等于铝原子数,若n=2,则M 的原子数等于铝原子数的一半。各种分子筛的区别,首先是化学组成的不同,如经验式中的M可为Na、K、Li、Ca、Mg等金属离子,也可以是有机胺或复合离子。 化学组成的一个重要区别是硅铝克分子比的不同。例如,沸石A、沸石X、沸石Y和丝光沸石的硅铝比分别为1.5~2、2.1~3.0、3.1~6.0和9~11。 当式中的x数值不同时,分子筛的抗酸性、热稳定性以及催化活性等都不同,一般x的数值越大,而酸性和热稳定性越高。各种分子筛最根本的区别是晶体结构的不同,因而,不同的分子筛具有不同的性质。

沸石分子筛的研究进展

第26卷第1期2004年1月 南 京 工 业 大 学 学 报 JOURNA L OF NAN J I NG UNI VERSITY OF TECH NO LOGY V ol.26N o.1 Jan.2004气相法制备沸石分子筛的研究进展 姚建峰,张利雄,徐南平 (南京工业大学化学化工学院,江苏南京210009) 摘 要:综述了气相法,包括气相转移法和干胶法在合成沸石分子筛、磷铝分子筛和其它杂原子分子筛及分子筛膜方面的研究进展。介绍了合成过程中一些影响因素,如时间、温度、干胶组分或有机模板剂对合成的影响。并且对气相法制备分子筛成型体作了简单介绍。 关键词:气相转移法;干胶法;沸石分子筛;分子筛膜;成型Ξ 中图分类号:O643.3 文献标识码:A 文章编号:1671-7643(2004)01-0103-07 沸石分子筛作为吸附剂、催化剂等,在化学工业、石油化工等领域发挥着越来越重要的作用,其制备方法也越来越受到人们的关注。长期以来,沸石分子筛都由传统的水热法合成[1~4],但是,1985年首次报道了在乙二醇等有机溶液体系中合成S OD 结构沸石分子筛[5],随后出现了在其它有机溶剂体系中合成ZS M25、ZS M235和ZS M248等沸石分子筛[6,7]的报道。Xu等[8]在1990年提出了一种全新的制备沸石分子筛的方法———气相转移法。气相转移法是指把不含有模板剂的沸石分子筛合成液制备成干胶,然后把干胶搁置于内衬聚四氟乙烯(T eflon)的不锈钢反应釜中,水和有机胺作为液相部分,在一定温度下在混合蒸汽作用下干胶转化为沸石分子筛。与水热法和有机溶剂法制备沸石分子筛相比,气相转移法有显著的优势[8]:可以大大减少有机模板剂的使用量;省去产品与母液分离的繁杂步骤;不会产生大量废液,对环境友好等优点。Sano等[9~11]以气相转移法为依据,使用干胶法制备了ZS M25分子筛薄膜及粉末。干胶法与气相转移法相类似,只是液相部分仅为水。Matsukata等[12]对用气相法合成沸石分子筛、磷铝分子筛和骨架中含T i、Zn、B等BE A结构分子筛作了一些总结,同时对合成分子筛膜[13]也进行了介绍。国内董晋湘等[14]和任瑜等[15]也分别对气相法制备分子筛及分子筛膜进行了综述。 本文在他们的基础上,更加全面的介绍气相法(气相转移法和干胶法)用于合成硅铝分子筛、磷铝分子筛、其它杂原子分子筛、分子筛膜及分子筛成型体。 1 气相法制备分子筛 1.1 硅铝沸石分子筛的制备 Xu等[8]首次提出用气相转移法制备ZS M25分子筛。首先把一定量的硫酸铝、硅酸钠、氢氧化钠和去离子水按一定的顺序混合均匀后过滤、洗涤,得到无定形凝胶。以乙二胺(E DA)、三乙胺(E t3A)和水的混合液作为模板剂,在453~473K下反应5~7d,制备出ZS M25分子筛粉末。这是气相法制备分子筛的首次报道,为分子筛的制备提供了一条新的途径。 Sano等[9~11]用干胶法合成ZS M25分子筛薄膜和粉末,并对ZS M25分子筛粉末进行了合成过程中的原位观察,给出了晶体生长的动力学信息。首先制备含有模板剂的干胶,把干胶搁置于反应釜中,在一定温度下在水蒸气的作用下进行反应。由XRD 表征可以得出,当用干胶法制备ZS M25时,随着反应时间的增加,结晶度越来越高;结晶速度随着温度的升高而加快。通过对结晶过程中晶粒生成的原位观察[11],发现在反应初期干胶表面首先被水蒸气浸润而变得光滑,经过一段时间后,表面开始有小晶粒出现,随着反应时间的延长,晶粒变得越来越大,但是当晶粒长到一定大小后,就停止生成。最终能用干 Ξ收稿日期:2003-06-12 基金项目:国家自然科学基金项目(N o.20141003和N o.20201007) 作者简介:姚建峰(1978-),男,江苏常州人,博士生,主要研究方向为沸石分子筛合成及催化。

关于沸石分子筛

沸石是呈架状结构的多孔含水铝硅酸盐的晶体的总称,通用的化学式: (Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba)y[Al x +2y Si n-(x +2y)].mH2O X:碱金属离子个数; Y:碱士金属离子个数; n:铝硅离子个数之和; m:水分子的个数。 从电价配位情况看:一价、二价阳离子的电价数之和等于铝离子的个数。沸石水不参与电价平衡。 1 沸石的分类 1.1 天然沸石与合成沸石 天然沸石能形成规模较大的工业矿床有:斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石、钙十字沸石等五种。而我国真正被利用的主要是斜发沸石和丝光沸石。 合成沸石现在应用的沸石多为人工合成,如标注为x 型、Y 型、A 型的,都是人工合成的即,使可以有天然存在。合成的沸石规整?且稳定?,还可以有杂原子骨架沸石。 硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅,可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的,所以在铝氧四面体中,有一个氧原子的电价没有得到中和,而产生电荷不平衡,使整个铝氧四面体带负电。为了保持中性,必须有带正电的离子来抵消,一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。 后发现磷铝酸盐类分子筛,并且分子筛的骨架元素(硅或铝或磷)也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代,因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛 1.2 沸石的晶体结构 SiO2和Al2O3两种成份占沸石矿物总量的80%。但不同的铝硅比值却构成不同的沸石矿物种类。H2O也是沸石的主要成份之一,含量在10%左右,但水不参与沸石的骨架构成,仅吸附在沸石晶体的微孔中。 各种沸石之问的主要差别在于它们之间的骨架结构不同。所谓“骨架”,是指由氧、硅、铝三种原子构成的三维空间结构,不包括碱、碱土金属和水。沸石骨架结构中的基本单元是由四个氧原子和一个硅(铝)原子堆砌而成的硅(铝)氧四面体。硅氧四面体和铝氧四面体再逐级组成单元环、双元环、笼(结晶多面体)构成三维空间的架状构造沸石晶体。 作为次级单位的各种环联合起来即形成各种沸石的空洞和孔道(或称孔穴和通道)。各种沸石都有自己特定的形状和大小的空洞和孔道能吸附和截留不同形状和大小的分子。

沸石分子筛

沸石分子筛的合成与应用 分子筛是一类具有均匀微孔,主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质,根据其有效孔径来筛分各种流体分子。沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的硅铝酸盐[1]。沸石分子筛由于其特有的结构和性能,它的应用已遍及石油化工、环保生物工程、食品工业、医药化工等领域,随着国民经济各行业的发展,沸石分子筛的应用前景日益广阔。 一、沸石分子筛的结构 沸石是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物,加热脱水后,沸石晶体孔道可以吸附比孔道小的物质分子,而排斥比孔道直径大的物质分子,使分子大小不同的混合物分开,起着筛分的作用。 沸石分子筛是硅铝四面体形成的三维硅铝酸盐金属结构的晶体,是一种孔径大小均一的强极性吸附剂。沸石或经不同金属阳离子交换或经其他方法改性后的沸石分子筛,具有很高的选择吸附分离能力。工业上最常用的合成分子筛仅为A型、X型、Y型、丝光沸石和ZSM系列沸石。沸石分子筛的化学组成通式为:[M2(Ⅰ)M(Ⅱ)]O?Al2O3?nSiO2?mH2O[2],式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子,多半是纳和钙,n称为沸石的硅铝比,硅主要来自于硅酸钠和硅胶,铝则来自于铝酸钠和氢氧化铝等,它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物,经干燥后便成沸石。 沸石分子筛的最基本结构是硅氧四面体和铝氧四面体,四面体相互连接成多元环以及具有三维空间多面体,即构成了沸石的骨架结构,由于骨架结构中有中空的笼状,常称为笼,笼有多种多样,如α笼、β笼、γ笼等,这些笼相互连接就可构成A型、X型、Y型分子筛。 二、沸石分子筛的合成方法 随着沸石分子筛在化学工业等领域发挥着越来越重要的作用,出现了多种制备方法,如传统的水热合成法、非水体系合成法、蒸汽相体系合成法、气相转移法等。 1. 水热合成法 这种合成法是以水作为沸石分子筛晶化的介质,将其它反应原料按比例混合,放入反应釜中,在一定的温度下晶化而合成沸石分子筛[3]。水热合成使晶体成核速度和晶化速度提高。合成过程中加料顺序、搅拌速度及晶化时间都会对晶化产物的结构和形貌产生很大的影响。

沸石分子筛

第三章 酸碱平衡 同步练习 P71 1.已知某成人胃液中,0.032H =+)(c mol?dm -3,)(-OH c =? 解:1314 w 103.10.032101.0) (H )(OH --+ - ?=?==c K c 2.据表3?1计算,100℃时,纯水中)(+H c 和)(-OH c 分别是多少? 解:714w 102.3105.474)H )OH --+-?=?=== K c c (( P72 1.某葡萄酒样品的pH=3.70,计算该葡萄酒中H 3O +之浓度。 解:pH= ?lg )(+H c 3.70= –lg c (H +) c (H +)=2.0×10-4(mol/L) 2.一漂白剂溶液,0.036OH =-)(c mol?dm -3,计算该漂白剂的pH 值。 解:pOH= ?lg )(O - H c =–lg0.036=1.4 pH=14–pOH=14–1.4=12.6 3.pH 值的适用范围是多少? 答:1~14 4.人体温度为37℃时,其 w K =14104.2-?,若此时,血液的pH 值为7.4,计算此时血 液中)(+H c 、)(-OH c 。 解:pH= ?lg )(+H c 7.4= –lg c (H +) c (H +)=3.9×10-8(mol/L) ∵ c (H +)×c (OH ?)= w K ∴ 78 -14w 106.0103.9102.4) H )OH --+- ?=??= =((c K c P75 1.判断正误,并说明理由。 (1)麻黄素(C 10H 15NO )是一种一元弱碱,常用作充血药物,室温时其 b K =4104.1-?, 所以,其碱性强于氨水。 答:正确。 (2)因为氢氟酸的解离度大于醋酸的解离度,因此,氢氟酸的酸性强于醋酸。

沸石分子筛如何制备合成

沸石分子筛及其复合材料新型合成方法研究进展 沸石分子筛作为离子交换材料、吸附剂、催化剂等,在化学工业、石油化工等领域发挥着重要作用。随着新材料领域和电子、信息等行业的不断发展,其使用范围已经跳出传统行业,在诸如新型异形分子筛吸附剂、催化剂和催化蒸馏元件、气体和液体分离膜、气体传感器、非线性光学材料、荧光材料、低介电常数材料和防腐材料等方面得到应用或具有潜在的应用前景。因此,沸石分子筛的制备方法也越来越受到人们的关注。 沸石分子筛传统的制备方法主要包括水热法、高温合成法、蒸汽相体系合成法等,但随着组合化学技术在材料领域应用的不断扩大,20世纪90年代末人们将组合化学的概念与沸石分子筛水热法结合,建立了组合水热法。将组合化学技术应用到沸石分子筛水热合成之中,加快了合成条件的筛选与优化。除此之外,气相转移和干胶法等新型制备方法也被提出并应用于实践,本文对这些方法进展进行简单概述。 1. 组合化学水热法 组合化学是一种能建立化学库的合成方法,其大的优势是能在短时间内合成大量的化合物,从而达到快速、高效合成与筛选的目的。水热法合成沸石分子筛及相关材料,要考察的因素比较多,包括多种反应原料的选择及配比、反应温度及反应时间等。使用组合化学法可以减轻实验工作量和劳动强度,大大提高工作效率。 ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、

利用组合化学水热法制备沸石分子筛,设计了一种组合反应釜,即在圆形聚四氟乙烯片上钻100个小孔,然后在其上、下表面分别用不锈钢片夹紧,形成100个水热反应器,将不同配比的水热合成液分别置于各反应器中。在一定条件下,和传统水热法一样合成沸石分子筛。他们对Na2O-Al2O3-SiO2-H2O的四组分体系进行了考察,比较了使用传统的水热法和组合水热法的差别,证实了组合化学的高效性和快速筛选性。在此基础上,科学家对组合水热法进行了改进,设计出易于自动化X射线衍射测定的装置,并用这种方法对TS-1分子筛的合成配方进行了筛选。 组合化学水热法在分子筛的制备和无机材料合成方面已有一定的应用,但其应用还很有限。同时,要利用组合化学水热法,具备以下特点:(1)每次合成要产生出尽可能多的平行结果;(2)减少每组试样量;(3)增加合成与表征过程中的自动化程度;(4)实验过程与计算机充分结合,提高实验效率。 2. 气相转移法 2.1 气相转移法制备分子筛粉末 气相转移法可用于制备MFI、FER、MOR等结构的沸石分子筛。Zhang等利用气相转移法合成了ZnAPO-34和SAPO-34分子筛,证明水是气相法合成磷铝分子筛不可缺少的组分。后来,也有人利用气相法合成了AFI和AEI的磷铝分子筛,验证了水在合成过程中的作用。在n(P2O5)/n(Al2O3)=1时,分别用三乙胺和二正丙胺与水作为模板剂合成了AlPO4-5和AlPO4-11分子筛。 ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、

沸石分子筛的绿色合成路线

沸石分子筛的绿色合成路线 沸石分子筛材料在石油精细化工及环境治理等方面发挥着巨大的作用。通常,绝大多数沸石分子筛都是需要在有机模板参与的条件下合成,然而使用的大部分模板剂都是有毒的,这对沸石的实际生产应用有着强烈的影响。绿色合成路线是指使用较为绿色的原料来合成目标产品,并且在合成过程中减少甚至消除对环境的负面影响、减少废物的排放和提高效率。 首先,沸石分子筛所需的原料混合后,主要物种硅酸盐与铝酸盐聚合生成硅铝酸盐初始凝胶。这种硅铝酸盐凝胶是在高浓度条件下快速形成的,因此具有很高无序度,但是这种硅铝酸盐凝胶中可能含有某些初级结构单元,如:四元环、六元环等等。同时,这种凝胶和液相之间建立了溶解平衡。另外,硅铝酸根离子的溶度积与凝胶的结构和温度息息相关,随着晶化温度的变化,这种凝胶和液相之间建立起新的凝胶和溶液的平衡。其次,液相中多硅酸根与铝酸根浓度的增加导致晶核的形成,然后是沸石分子筛晶体的生长。在沸石分子筛的成核和晶体生长过程中,消耗了液相中的多硅酸根与铝酸根离子,从而引起硅铝凝胶的继续溶解。由于沸石晶体的溶解度小于无定形凝胶的溶解度,最后结果是凝胶的完全溶解,沸石分子筛晶体的完全生长。

对于合成沸石分子筛,温度是一个很重要的因素。温度变化会影响水在反应釜中的压力的变化、硅铝酸盐的聚合状态和聚合反应、凝胶的生成和溶解与转变、分子筛的成核与生长以及介稳相间的转晶。相同的体系在不同的温度下可能会得到完全不一样的物相,温度越高得到的沸石的尺寸和孔体积越小,晶体骨架密度相应增大。一般而言在150C以下,初级结构往往是四元环或六元环,而当温度高于150C,则往往是五元环的初级结构单元。由此可见,在高温水热条件下,无机物(主要是硅铝酸盐物种)的造孔规律和晶化温度与水蒸汽压之间存在着密切的联系。 为克服常规水热法合成沸石分子筛过程中由于溶剂水的引入造成的含碱废水排放,合成体系压力过高、单釜产率过低等问题,人们开发出了无溶剂法绿色沸石分子筛合成路线。过对晶化过程中晶化产物的表征结果发现,无溶剂法合成沸石分子筛经历如下过程:晶化初期,固相原料在无定形二氧化硅中逐渐发生扩散,并伴随着硅物种的聚合;随着晶化时间的延长,无定形的二氧化硅逐渐向晶体转换。总的来说,固相合成反应过程经历了初始原料混合和扩散,硅羟基的不断缩合等过程,最终使得反应原料在固相状态下转换为silicalite-1沸石分子筛。

分子筛

《催化作用原理》第二章作业对不同分子筛结构的总结

1.A型分子筛(LAT)的结构 A型分子筛(LAT)由一下三个基本结构组成(如图1所示): 图1.A型分筛(LAT)基本组成结构 A型分子筛(LAT)的基本晶胞组成:中间是图1中的lat结构,其八个角处的六元环在接八个sod结构,sod结构与lat结构中的四圆环以d4R结构连接,形成的立体结构如图2所示。 立体图平面截图 图2.A型分子筛(LAT)的晶胞立体结构 2.A型分子筛的应用 A型分子筛具有较强的吸水性,利用其固有的特点,制成的A型分子筛膜具有很好的脱水性能。例如,用A沸石膜采用全蒸发分离醇—水混合物。由均质溶液在大孔氧化锆复合物载体上制备出片状和管状的NaA沸石膜。KA沸石膜是从钠型通过离子交换而得。通过全蒸发测试了这些膜从异丙醇/水混合物中脱出水的性能,Na型和K型A沸石都有高选择性,热处理温度达150℃时膜的性能不受影响。

1、Y型分子筛(FAU)的结构 Y型分子筛(FAU)由以下两个结构组成(如图3所示): 图3.Y型分筛(FAU)基本组成结构 Y型分子筛(FAU)的立体结构组成:sod结构和d6R结构相互连接形成一个十二圆环,四个十二圆环近似按四面体的各个面排列形成一个晶胞。晶胞间相互连接排列形成了层状结构。如图4所示。 图4.Y型分子筛(FAU)的晶胞及立体结构 2、Y型分子筛的应用 FAU型沸石分子筛是硅铝酸盐结晶体,由于其孔径较大(O.74 rim),将其生长在多孔陶瓷等载体上则形成不同于其他沸石膜的大孔分子筛膜,适用于对较大分子的分离和石油化工、精细化工领域。且由于其孔径可调,是通过物理和化学方法修饰获得不同孔径的分子筛膜的理想材料,受到国内外膜科技工作者的重视。FAU型沸石膜根据其Si/A1比的不同,分为NaX型沸石膜和NaY型沸石膜,当硅铝比在1.5以下时,称为NaX型沸石膜;当硅铝比大于1。5时,称为NaY型沸石膜。 物质的结构决定性能,NaY 分子筛相对均匀的、发达的孔结构,离子交换后保留的丰富的质子酸位使其酸催化作用成为可能。但是NaY 沸石由于N a O

分子筛与硅胶的区别

Date: 2009-04-06/MLN
Technical Information Sheet
Adsorption materials, comparison between Silica Gel and Molecular Sieves For Rotary Heat Exchangers with a high moisture transfer capability different adsorption materials are used. The two main types of adsorption materials used for moisture transfer in normal comfort ventilation applications are Silica gel and Molecular Sieve. Silica gel: Silica gel is a partially dehydrated form of polymeric colloidal silicic acid. Silica gel has an amorphous micro-porous structure with a distribution of pore opening sizes of roughly 3-60 angstroms. These interconnected pores form a vast surface area that will attract and hold water by adsorption and capillary condensation, allowing silica gel to adsorb up to 40% of its weight in water. Silica gel is extremely efficient at temperatures below 25°C (77°F) (see Figures 1 and 2), but will lose some of its adsorbing capacity as temperatures begin to rise (Figure 3). Much of silica gel's popularity is due to its non-corrosive, nontoxic nature and its having received US government approval for use in food and drug packaging. Molecular sieves: Molecular sieves (also known as Synthetic Zeolite) adsorb moisture more strongly than silica gel. This can be seen by the high initial slope of the adsorption isotherm for molecular sieve as compared to the other desiccants (Figure 2). Where a very low relative humidity is required, molecular sieves are often the most economic desiccant because of their high adsorption capacity at low relative humidity. Also, molecular sieves will not give up moisture as readily as silica gel as temperatures rise (Figure 3). Molecular sieve contains a uniform network of crystalline pores and empty adsorption cavities, which give it an internal adsorptive surface area of 700 to 800 sq. m per g (1/2 the total volume of the crystals). Molecular sieve can adsorb up to 25% of its weight in water. Because of its uniform structure,
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沸石分子筛催化剂的发展现状

沸石分子筛催化剂的发展现状 姓名: 班级: 学号:

沸石分子筛催化剂的发展现状 摘要:从工业催化的角度思考和表述了沸石分子筛催化剂合成、催化及应用,综述了国内外相关的最新研究进展,探讨了分子筛催化剂未来的发展方向。旨在引发人们对分子筛催化未来向经济、可控、高效催化、绿色环保和新应用等方面发展的思考与探索。 关键词:沸石分子筛催化剂、工业应用、未来发展 在我国的经济发展,工业是国民经济的重要组成部分,化学工业中80% 以上的过程涉及催化技术,尤其对于炼油与石化工业,催化剂更是不可或缺,其中分子筛催化剂未来的发展方向又深切关系着工业的发展。目前,分子筛催化剂在炼油与化工工业得到了研究与应用,如催化裂化、加氢裂化、带支链芳烃的烷基化、异构脱蜡以及轻烯烃聚合等。国内外已开发出一批有发展前景的高功能化、多功能化、精密化的分子筛催化剂材料。分子筛催化剂的合成方法主要有:①水热晶化法;②非水体系合成法;③干胶转换法;④无溶剂干粉体系合成法;⑤微波辐射合成法;⑥蒸汽相体系合成法;⑦多级孔道沸石分子筛的合成;⑧化学后处理法;⑨硬模板法;⑩软模板法[1]。 而沸石分子筛是其中重要一员。沸石分子筛的工业催化应用始于上世纪60 年代,Mobil 公司首先发现并采用八面沸石替代无定形硅铝催化剂, 应用于炼油中催化裂化(FCC) 过程, 大大提高了汽油产量以及原油利用率。目前,仅作为FCC催化剂一项,沸石分子筛催化剂的销售额就占全球催化剂的18.5%。沸石分子筛具有确定的孔体系,大的晶内比表面积和与硫酸或氯化铝相当的酸性,同时具有分子筛分或择形作用以及可改性或易掺杂等优点,它们对许多工业催化反应有高效促进作用。在各种酸性催化剂高性能中,反应了它的催化潜力。此外,还有其他类型的高效分子筛催化剂。 1、沸石分子筛结构 沸石分子筛是一族结晶性硅铝酸盐的总称。沸石最基本的结构是由(SiO4)四面体和(AlO4)四面体。相邻的四面体由氧桥连结成环,环有大有小,按成环的氧原子数划分,有四元氧环,五元氧环,六元氧环,八元氧环,十元氧环和十二元氧环;环是分子筛的通道孔口,对通过的分子筛起筛分作用。氧环通过氧桥相互

分子筛改性

分子筛改性- 沸石分子筛的改性方法 2沸石分子筛的结构及性能 2.1沸石分子筛的结构特点 沸石结构可以分为三个部分[3]:铝硅酸盐格架;格架中相互连结的孔隙(孔道和空穴):在孔道或空穴中的阳离子和水分子。在一般情况下,沸石的中心大空穴和孔道都充满水分子,这些水分子围绕着可交换阳离子形成水化球,通常在350℃或400℃下加热数小时或更长时间,沸石将失去水。这时,有效直径小到足以通过孔道的分子将易于被沸石吸附在脱水孔道和中心空穴中;而直径过大无法进入孔道的分子将被排斥,这就是大家所熟知的“分子筛”性质。 沸石的骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共用。构成沸石骨架的最基本的结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。几个硅(铝)氧四面体通过氧桥相互联结在一起,可以形成四元环、五元环、六元环、八元环、十二元环、十八元环等。而各种不同的多元环通过氧桥相互联结,又可形成具有三维空间的笼。由于铝原子是三价的,所以铝氧四面体中有一个氧原子的价电子没有得到中和,这样就使整个铝氧四面体带有一个负电荷,为了保持电中性,这个负电荷由处在骨架外的单价或多价阳离子来补偿。

沸石中的阳离子可被其它阳离子交换,并保持骨架结构不发生变化。由于阳离子的大小不同,以及在晶穴中位置的改变,可以影响沸石的孔径发生变化。另外,由于沸石中不同阳离子所产生的局部静电场不同,水合阳离子的离解度也不同,因而对吸附质分子的极化能的影响也不同,从而影响了沸石筛分分子的作用和吸附、催化性能,所以沸石的离子交换作用是沸石能够改性的原因之一。沸石中的阳离子位置可以发生改变,也可以被其它阳离子交换,并保持骨架结构不发生变化,这一点对沸石的应用是非常重要的。 沸石分子筛的结构特点归纳为以下几点: 1沸石分子筛具有高度有序的晶体结构和大量均匀的微孔,其孔径与一般物质的分子大小属同一数量级,空旷的骨架结构,使得晶穴体积约为总体积的40%~50%。 2分子筛具有很大的表面积,其表面积主要存在于晶穴内部,外表面积仅占总表面积的1%左右。 3明确的孔结构,对客体分子表现择形性。择形性是由反应物、产物或过渡态分子的扩散差别引起的,这方面已有大量的研究。沸石分子筛的这一性质可以通过孔道尺寸的剪裁来改变[4]。 4沸石呈现离子型电导性,这是由于阳离子可以通过孔道移动。阳离子携带电流的能力取决于离子的淌度、电荷大小和其在结构中的位置。 5沸石的酸碱稳定性各不相同,

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