分子筛的作用原理与应用前景

分子筛是一种包含有精确和单一的微小孔洞的材料，可用于吸附气体或液体。通常分子筛由铝硅酸盐矿组成，也有合成的混合物或化合物。这些化合物具有开放结构使得小分子能够扩散，如：粘土，多孔玻璃，微孔木炭，活性炭等。

作用原理

分子筛能将比它孔径小的分子吸附到孔道内部，而将大分子排斥在孔道外，从而起到筛分分子的作用。当然，分子筛不仅具有筛分的作用，还具有一定的提高反应能力的作用，即充当化学反应中的“媒介”，促进化学反应的进行。

分子筛基本特性

a)分子筛对水或各种气，液态化合物可逆吸附及脱附；

b)金属阳离子易被交换；

c)分子筛内部空腔和通道形成非常高的内表面积。其内表面可高于分子筛颗粒的外表面积的10000-100000倍；

1、根据分子大小和形状的不同选择吸附——分子筛效应

分子筛晶体具有蜂窝状的结构，晶体内的晶穴和孔道相互沟通，并且孔径大小均匀，固定（分子筛空腔直径一般在3—15埃之间），与通常分子的大小相当，只有那些直径比较小的分子才能通过沸石孔道被分子筛吸附，而构型庞大的分子由于不能进入沸石孔道，则不被分子筛吸附。而硅胶，活性氧化铝和活性碳没有均匀的孔径，孔径分布范围十分宽广，所以没有筛分性能。

2、根据分子极性，不饱和度和极化率的选择吸附

分子筛对于极性分子和不饱和分子有很高的亲和力；在非极性分子中，对于极化率在的分子有较高的选择吸附优势。此外，沸点越低的分子，越不易被分子筛所吸附。

用途

分子筛具有优异的吸附、离子交换和催化性能，被广泛用作吸附材料、离子交换材料以及催化材料，其中：吸附材料主要用于工业与环境领域各种 气体的分离、净化与干燥；离子交换材料主要应用于洗涤助剂、放射性废料与废液的处理；催化材料主要应用于石油 炼制与加工、石油化工、煤化工与精细化工领域中大量工业催化过程。

应用前景

催化剂是影响化学反应的重要媒介，分子筛催化剂是重要品种之一。约有 90%以上的工业过程涉及催化剂使用，包括化工、石化、生化、环保等多个领域。按照反应体系相态划分，催化剂可以分为均相催化剂和多相催化剂，其中多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、纳米催化剂等。

分子筛催化剂是以分子筛作为活性组分或载体的催化剂。分子筛催化剂又称沸石催化剂，其具有独特而均一的孔道结 构、较大的比表面积、较强的酸中心和氧化-还原活性中心、孔道内有能起极化作用的强大库仑场，因此分子筛是性 能优异的催化剂和催化剂载体。不同晶型的分子筛载体对不同活性组分及助催化剂有担载选择性，根据不同分子筛的 特性，能够进一步加工生产成为不同用途的催化剂；同一种晶型的分子筛也能够进行不同改性处理后适用于不同的催 化反应过程。分子筛催化剂作为固体催化剂，易于回收处理，且无毒无味、无腐蚀性，是环境友好型的新型催化材料。