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分子篩的結(jié)構(gòu)特征
來源:???發(fā)布時間:
2022-12-14 09:07:10
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? ? 分子篩的結(jié)構(gòu)特征可以分為四個方面、三種不同的結(jié)構(gòu)層次。**個結(jié)構(gòu)層次也就是*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,對通過分子起著篩分作用。氧環(huán)通過氧橋相互聯(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)的第三個層次。多面體有中空的籠,籠是分子篩結(jié)構(gòu)的重要特征。籠分為α籠,八面沸石籠,β籠和γ籠等。
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個四元環(huán),8個六元環(huán)及6個八元環(huán)組成的二十六面體。籠的平均孔徑為1.14nm,空腔體積為760[Å]3。α籠的*大窗孔為八元環(huán),孔徑0.41nm。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個四元環(huán)、4個六元環(huán)和4個十二元環(huán)組成的二十六面體,籠的平均孔徑為1.25nm,空腔體積為850[Å]3。*大孔窗為十二元環(huán),孔徑0.74nm。八面沸石籠也稱超籠。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*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[Å]3,窗口孔徑為約0.66nm,只允許NH3、H2O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。
A型分子篩:類似于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)起來就得到A-型分子篩的晶體結(jié)構(gòu)。8個β籠聯(lián)結(jié)后形成一個方鈉石結(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)。中心有一個大的α的籠。α籠之間通道有一個八元環(huán)窗口,其直徑為4Å,故稱4A分子篩。若4A分子篩上70%的Na+為Ca2+交換,八元環(huán)可增至5Å,對應(yīng)的沸石稱5A分子篩。反之,若70%的Na+為K+交換,八元環(huán)孔徑縮小到3Å,對應(yīng)的沸石稱3A分子篩。
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