沸石分子筛的用途

背景

1932年，McBain提出了“分子筛”的概念。表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。而沸石就是分子筛中的一种，并且沸石在其中最具代表性。人造沸石是：磺酸化聚苯乙烯；天然沸石：铝硅酸钠。沸石族矿物常见于喷出岩，特别是玄武岩的孔隙中，也见于沉积岩、变质岩及热液矿床和某些近代温泉沉积中。河北省围场县为目前我国境内已发现的沸石储量最高的地区，沸石储量20亿吨以上。

沸石分子筛材料的应用，是与其结构特点密不可分的。例如，吸附分离性能取决于分子筛的孔道和孔体积的大小；离子交换性能取决于分子筛中阳离子的数目、位置及其孔道的可通行性；催化过程中表现出的择形性与分子筛的孔道尺寸、走向相关，而催化反应中的中间产物以及最后产品和分子筛的孔道维数或其笼结构相关。沸石分子筛按其孔或通道体系可分为小孔，中孔（介孔）和双孔沸石三个组别。

天然沸石，孔径大小不一，有空泡就可以防止爆沸，却达不到工业生产的高效率需求。沸石在生成时呈现有某种程度的化学平衡状态，因此可以把它们看作是一种矿物的相，叫做沸石相。这种沸石相是一种介稳态，也就是可以人工合成并在一定程度下稳定存在。沸石分子筛的功能则要高级的多，如筛选分子、做催化剂、缓释催化剂等，因而对孔径有一定的要求，分布要均一，经常是人工合成的。以下从不同角度详细介绍两者的区别。