制氧分子筛的基本知识及应用范围

    分子筛别名为沸石分子筛、分子筛干燥剂、活性分子筛，英文名为molecular sieve，其特性硬度为3～5，密度为2～2.8，不溶于水，内部多孔；外观为粉末状晶体，外表有金属光泽，天然沸石有颜色，合成沸石为白色，热稳定性和耐酸性的增加随着二氧化硅/氧化铝组分比的增加。

    分子筛的用途：主要用于吸附剂、干燥剂、催化剂、催化剂载体和筛分。

    分子筛分类：根据内部孔径的大小可以分为：3A分子筛，4A分子筛，5A分子筛，13X分子筛。

    分子筛应用范围：主要用于汽车、净水处理、建筑玻璃、化工行业、医药、化肥厂家、油漆涂料、医用制氧、包装、天然气、化工气体、气体分离等作用。

    分子筛结构

    分子筛是一种立方晶体硅铝化合物。分子筛具有均匀的微孔结构，其内腔直径均匀，这些孔洞可以比小分子吸附到内部空腔，且具有吸附能力的极性分子和不饱和分子，这可以使不同程度的饱和程度，可以将不同分子大小的分子和不同的沸点的分子分离，即"筛分"分子，称为分子筛。由于分子筛具有较高的吸附容量，热稳定性等优点，分子筛得到广泛应用。

    分子筛工作原理

    吸附原理：分子筛对物质气体等的吸附力源自物理吸附、晶体内部空腔具有很强的极性和库仑场，对极性分子（如水）和不饱和分子的物理吸附作用表现出较强的吸附能力。

    筛分原理：分子筛内部具有统一的孔径，小于分子筛内部孔径的物质可以直接进入分子筛内部，大于孔径的将筛分掉。

    通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子，所以有"分子筛"的美称。

    分子筛类型

    分子筛分为天然沸石和合成沸石这两种。

    1.大多数天然沸石在海洋或湖泊环境的火山凝灰岩和凝灰质沉积岩形成。目前已经有1000种类型的沸石矿物被发现，较为重要的有35种天然沸石，常见的天然沸石主要分布在美国、日本、法国等国家，中国也发现了大量的沸石矿床，日本是在天然沸石开发最大的国家。

    2.由于天然沸石的限制，在20世纪50年代我国就大量使用合成沸石，也常称为沸石分子筛。

    3.商品分子筛常用的前缀号码将不同分子筛应划分为晶体结构，如3A，4A，5A型分子筛。4A表示是A类分子，其孔径是4，含Na+的A型分子筛记作Na-A，如果Na+ K+置换，孔径约为3A，可以称为3A分子筛；如Na-A中的1/3的Na+内Ca2+置换，其中孔径约等于5A，即5A型分子筛。

    3A分子筛

    化学式：2/3K2O·1/3Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O

    英文名称：3A Molecular Sieve

    硅铝比：SiO2/ Al2O3≈2

    有效孔径：约3“Å”

    应用：主要用于建筑玻璃行业，气体提炼净化及石化工业。

    4A分子筛

    化学式：Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O

    硅铝比：SiO2/ Al2O3≈2

    有效孔径：约4“Å”

    应用：主要用于天然气以及各种化工气体和液体、冷冻剂、药品、电子材料及易变物质的干燥，氩气纯化，甲烷、乙烷、丙烷的分离。

    5A分子筛

    化学式：3/4CaO·1/4Na2O·Al2O3·2 SiO2·9/2H2O

    硅铝比：SiO2/ Al2O3≈2

    有效孔径：约5“Å”

    应用：主要用于正异构烷烃的分离，氧氮分离，化工、石油天然气、氨分解气体和其他工业气体及液体的干燥和精制。

    13X分子筛

    化学式：Na2O·Al2O3·（2.8±0.2）SiO2·（6-7）H2O

    硅铝比：SiO2/AL2O3≈2.6-3.0

    有效孔径：约10“Å”

    应用：主要用于气体的干燥与净化，空分装置原料气的净化（同时去除H2O和CO2），液态碳氢化合物和天然气的脱硫（去除硫化氢和硫醇），催化剂载体。