Zeolite是具有規則孔的結晶復合氧化物的總稱,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,其結構中SiO?4?(或AlO?4?)四面體通過氧原子進行三維連接,如圖5所示。

沸石的物理結構與特性-國投盛世

圖 6 顯示了簡化的天然沸石結構,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,剛好能容納一個苯環。已知有 200 多種沸石,它們由不同大小和形狀的孔組成。

沸石的物理結構與特性-國投盛世

沸石具有以下特點:

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。

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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子時,呈強酸性。

催化:質子交換的酸性沸石和金屬陽離子引入的沸石表現出不同的催化活性。