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沸石是一种含水骨架铝硅酸盐矿物,可用作分子筛。沸石分子筛是一种具有规整孔结构的硅铝酸盐晶体材料,具有吸附、离子交换和催化性能。沸石分子筛具有孔结构均匀、比表面积和孔体积大、水热稳定性好、酸性强等优点,广泛应用于石油化工、农业等领域。
沸石的常见形态有棒状、球形、立方形、棱柱状、盘状、纤维状、片状、空心、核壳状等,其晶体形态与孔结构有关。
沸石分子筛分为一维、二维和三维沸石。与二维和三维沸石分子筛相比,一维沸石分子筛的扩散能力较差。结果表明,沸石的扩散能力直接影响其催化性能。然而,一维分子筛在支链烷烃的加氢异构化反应中起着的作用。
天然沸石由于杂质含量高、孔洞大小不一等问题,限制了沸石的性能,难以实现实际应用。
沸石分子筛通常由硅酸钠、铝酸钠等化工原料合成。工艺成熟,产品纯度高,但价格昂贵,来源有限。因此,在实际生产和生活中,应用较广泛的是合成沸石分子筛。
非金属矿产储量丰富,价格低廉。将其转化为高附加值的化工产品具有良好的社会效益和经济效益。
沸石的催化性能
由于沸石具有很大的吸附表面,可以容纳相当多数量的吸附物质,因而能促使化学反应在其表面上进行,所以沸石又作为有效的催化剂和催化载体。
另外沸石有铝硅酸盐格架电荷,以及平衡离子的电荷,具有局部的高电场和格架上产生酸性位置,因而可以用于加速碳离子型的反应。此外它还能以交换具有催化活性的金属(如Pt、Pa等),使其能得到蕞大程度的分散,保持高的活性同时又可减少gui金属的用量。
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