沸石是具有規(guī)則孔的結(jié)晶復(fù)合氧化物的總稱,稱為微孔(直徑為2納米或更小的孔)。典型的沸石是硅鋁酸鹽,其結(jié)構(gòu)中SiO?4?(或AlO?4?)四面體通過氧原子進(jìn)行三維連接,如圖5所示。

沸石的物理結(jié)構(gòu)與特性-國投盛世

圖 6 顯示了簡化的天然沸石結(jié)構(gòu),其中 Si-O-Si(或 Si-O-Al)鍵由單條直線表示。Y型沸石的孔徑為0.74 nm,是市售沸石中孔徑最大的沸石。ZSM-5 沸石的孔隙略小,剛好能容納一個(gè)苯環(huán)。已知有 200 多種沸石,它們由不同大小和形狀的孔組成。

沸石的物理結(jié)構(gòu)與特性-國投盛世

沸石具有以下特點(diǎn):

吸附能力:由于可以將簡單的分子帶入孔隙中,因此具有很高的吸附能力。

分子篩作用:由于孔徑均勻,大小處于分子水平,大于孔徑的分子可以從較小的分子中分離出來。

沸石的物理結(jié)構(gòu)與特性-國投盛世

離子交換作用:顯示陽離子交換作用(圖 7)。

固體酸度:通過離子交換引入質(zhì)子時(shí),呈強(qiáng)酸性。

催化:質(zhì)子交換的酸性沸石和金屬陽離子引入的沸石表現(xiàn)出不同的催化活性。