化學(xué)新型綠色催化劑——分子篩催化劑-文庫(kù)吧
2025-05-23 16:51 本頁(yè)面
【正文】 Cl3工藝分子篩工藝異丙苯產(chǎn)量（104t/a）污水量（t/h）0稀鹽酸（kg/h）0廢氣（kg/h）2114廢渣（kg/h）126[Al(OH)3](廢催化劑) （1）四個(gè)方面、三種層次： 分子篩的結(jié)構(gòu)特征可以分為四個(gè)方面、三種不同的結(jié)構(gòu)層次。第一個(gè)結(jié)構(gòu)層次也就是最基本的結(jié)構(gòu)單元硅氧四面體（SiO4）和鋁氧四面體（AlO4），它們構(gòu)成分子篩的骨架。相鄰的四面體由氧橋連結(jié)成環(huán)。環(huán)是分子篩結(jié)構(gòu)的第二個(gè)層次，按成環(huán)的氧原子數(shù)劃分，有四元氧環(huán)、五元氧環(huán)、六元氧環(huán)、八元氧環(huán)、十元氧環(huán)和十二元氧環(huán)等。環(huán)是分子篩的通道孔口，對(duì)通過(guò)分子起著篩分作用。氧環(huán)通過(guò)氧橋相互聯(lián)結(jié)，形成具有三維空間的多面體。各種各樣的多面體是分子篩結(jié)構(gòu)的第三個(gè)層次。多面體有中空的籠，籠是分子篩結(jié)構(gòu)的重要特征?；\分為α籠，八面沸石籠，β籠和γ籠等。（2）分子篩的籠： α籠：是A型分子篩骨架結(jié)構(gòu)的主要孔穴，它是由12個(gè)四元環(huán)，8個(gè)六元環(huán)及6個(gè)八元環(huán)組成的二十六面體。，空腔體積為760[197。]3。α籠的最大窗孔為八元環(huán)。八面沸石籠：是構(gòu)成X型和Y型分子篩骨架的主要孔穴，由18個(gè)四元環(huán)、4個(gè)六元環(huán)和4個(gè)十二元環(huán)組成的二十六面體，空腔體積為850[197。]3。最大孔窗為十二元環(huán)。八面沸石籠也稱(chēng)超籠。β籠：主要用于構(gòu)成A型、X型和Y型分子篩的骨架結(jié)構(gòu)，是最重要的一種孔穴，它的形狀宛如有關(guān)削頂?shù)恼嗣骟w，空腔體積為160[197。]3，只允許NHH2O等尺寸較小的分子進(jìn)入。此外還有六方柱籠和γ籠，這兩種籠體積較小，一般分子進(jìn)不到籠里去。不同結(jié)構(gòu)的籠再通過(guò)氧橋互相聯(lián)結(jié)形成各種不同結(jié)構(gòu)的分子篩，主要有A型、X型和Y型。（3）幾種具有代表性的分子篩 A型分子篩類(lèi)似于NaCl的立方晶系結(jié)構(gòu)。若將NaCl晶格中的Na+和Cl全部換成β籠，并將相鄰的β籠用γ籠聯(lián)結(jié)起來(lái)就得到A型分子篩的晶體結(jié)構(gòu)。8個(gè)β籠聯(lián)結(jié)后形成一個(gè)方鈉石結(jié)構(gòu)，如用γ籠做橋聯(lián)結(jié)，就得到A型分子篩結(jié)構(gòu)。中心有一個(gè)大的α的籠。α籠之間通道有一個(gè)八元環(huán)窗口，其直徑為4197。，故稱(chēng)4A分子篩。若4A分子篩上70%的Na+為Ca2+交換，八元環(huán)可增至5197。，對(duì)應(yīng)的沸石稱(chēng)5A分子篩。反之，若70%的Na+為K+交換，八元環(huán)孔徑縮小到3197。，對(duì)應(yīng)的沸石稱(chēng)3A分子篩。X型和Y型分子篩類(lèi)似金剛石的密堆六方晶系結(jié)構(gòu)。若以β籠為結(jié)構(gòu)單元，取代金剛石的碳原子結(jié)點(diǎn)，且用六方柱籠將相鄰的兩個(gè)β籠聯(lián)結(jié)，即用4個(gè)六方柱籠將5個(gè)β籠聯(lián)結(jié)一起，其中一個(gè)β籠居中心，其余4個(gè)β籠位于正四面體頂點(diǎn)，就形成了八面體沸石型的晶體結(jié)構(gòu)。用這種結(jié)構(gòu)繼續(xù)連結(jié)下去，就得到X型和Y型分子篩結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，由β籠和六方柱籠形成的大籠為八面沸石籠，它們相通的窗孔為十二元環(huán)，這就是X型和Y型分子篩的孔徑。這兩種型號(hào)彼此間的差異主要是Si/Al比不同，X型為1~；~。絲光沸石型分子篩這種沸石的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有籠而是層狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中含有大量的五元環(huán)，且成對(duì)地聯(lián)系在一起，每對(duì)五元環(huán)通過(guò)氧橋再與另一對(duì)聯(lián)結(jié)。聯(lián)結(jié)處形成四元環(huán)。這種結(jié)構(gòu)單元進(jìn)一步聯(lián)結(jié)形成層狀結(jié)構(gòu)。層中有八元環(huán)和十二元環(huán)，后者呈橢圓形，是絲光沸石的主孔道。這種孔道是一維的，即直通道。高硅沸石ZSM（Zeolite Socony Mobil）型分子篩這種沸石有一個(gè)系列，廣泛應(yīng)用的為ZSM5，與之結(jié)構(gòu)相同的有ZSM8和ZSM11；另一組為ZSM2ZSM35和ZSM38等。ZSM5常稱(chēng)為高硅型沸石，其Si/Al比可高達(dá)50以上，ZSM8可高達(dá)100，這組分子篩還顯出憎水的特性。它們的結(jié)構(gòu)單元與絲光沸石相似，由成對(duì)的五元環(huán)組成，無(wú)籠狀空腔，只有通道。ZSM5有兩組交叉的通道，一種為直通的，另一種為之字型相互垂直，都由十元環(huán)形成。通道呈橢圓形，其窗口直徑為（）nm。屬于高硅族的沸石還有全硅型的Silicalite1，結(jié)構(gòu)與ZSM5一樣，Silicalite2與ZSM11一樣。磷酸鋁系分子篩該系沸石是繼60年代Y型分子篩，70年代ZSM5型高硅分子篩之后，于80年代出現(xiàn)的第三代新型分子篩。包括大孔的AlPO5（），中孔的AlPO11（）和小孔的AlPO34（）
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