分子筛材料的主要物理性质

• 时间：2020/12/11 15:41:11    来源：www.mzfenzishai.com

      合成的分子筛材料一般为白色晶体粉末,当采用天然矿物作原料或在合成过程中混人杂质时,得到的分子筛产品有时会略带颜色。分子筛为多孔材料,具有均匀的孔道分布,大比表面积和较大的孔体积等物理性质,使得分子筛材料在吸附、分离等领域都有着重要的应用价值。

1、孔径分布
分子筛材料具有大量均匀的孔分布,与其他多孔材料相比,分子筛的孔径是非常均匀的。图1-1为几种多孔材料的孔径分布情况,从图1-1中可以看出，分子筛的孔径分布是非常集中的。其中,微孔分子筛孔径小于2mm，与一般物质的分子大小的数量级相当，吸附位或活性位绝大多数是在其微孔孔道内。介孔分子筛材料,其孔径分布在2~50mm之间，与微孔分子筛相比，其孔径分布要略宽，同时,通过在合成体系中加入一定量的有机添加剂可以在2~10nm的范围内很容易地调节介孔分子的孔径尺寸。
2、比表面积
与其他多孔材料相比较，分子筛材料具有很大的比表面积，这些比表面积主要存在于分子筛晶粒的内部，外表面积仅占总比表面积的1%左右。例如，对于 ZSM-5沸石，其比表面积一般为 400~500㎡/g，而介孔分子筛MCM -41，MCM-48的比表面积可高达1000m2/g以上。分子筛晶粒尺寸越小，分子筛的比表面积越大。
3、孔体积
分子筛材料具有空旷的多孔结构，分子筛骨架密度低，其内部孔体积约为总体积的40%~50%。分子筛的孔体积与分子筛的吸附性能有很大关系，它直接决定着分子筛的饱和吸附量。
4、稳定性
分子筛的稳定性通常是指它在经过高温处理后，分子筛结构是否破坏以及性能是否降低。对于微孔分子筛，其分子筛骨架为晶体结构，因此具有良好的热稳定性和水热稳定性，在高温水热条件下，仍能保持较好的晶体结构。一般来说，沸石的硅铝比越高，其稳定性越好。例如，对于低硅沸石Y(SiO2/Al2O3=2)来说，其骨架开始发生破坏的温度为660℃；而对于高硅沸石ZSM-5(Si02/Al2O3>30)，其骨架开始发生破坏的温度为900℃。介孔分子筛材料，由于其分子筛孔壁是无定形的，因此其热稳定性和水热稳定性要比微孔分子筛差得多。