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沸石分子筛在工业生产中都有哪些重要作用?

发布日期:2022-02-24 16:32:40浏览量:78
  沸石分子筛是具有形状选择性的吸附、催化材料,不仅可望通过选择性催化以减少副产品的生成、提高反应原料的利用率,而且可以通过结构调整、负载改性等手段形成生产所需的功能催化材料,因此越来越多被研究利用到诸多领域,使用也越来越广泛。
  以A型为代表的分子筛,硅铝比接近1,有的阳离子含量、大孔容、大比表面积和较小的孔径,主要用于净化、干燥、分离和离子交换工艺。如乙烯脱水、空气制氧、洗涤过程离子交换。中硅系列分子筛以X和Y型分子筛为其代表,主要用作催化剂和催化剂载体,具有固体酸和金属双功能效应;又因其特有的均一孔径系统,在催化过程中对反应物和反应产物起到择形催化作用,因而有较高的活性和选择性。已广泛应用于石油裂解、加氢裂解、异构化、重整、甲苯岐化等工业中。高硅系列分子筛以ZSM-5型为其代表,硅铝比高,有良好的热稳定性和抗酸性,又因其具有高密度骨架结构、直筒式孔道系统,催化反应过程中不易结碳和失去活性。已用于甲醇制汽油、烃类异构化,其应用范围正在不断扩大。全硅型分子筛除具有ZSM-5型分子筛类似的孔结构外,其表面几乎不含烃基,有良好的疏水和亲油性,可用于水和有机相的分离,尤其是从水相中吸附痕量有机物,防止污染和净化方面具有特效。Z近研究表明,沸石分子筛还具有耐酸、耐高温、耐辐射等性能。这些物化性能赋予了沸石分子筛独特的功能。
  沸石对有机污染物的吸附能力主要取决于有机分子的极性和大小,含有极性基团的有机物分子能与分子筛表面发生强吸附作用。利用这个原理,我们可以对垃圾废水、养殖废水、含苯胺废水、屠宰废水、造纸废水、印染废水的脱色、微量苯酚和苯的去除以及从水中去除放射性物质和从固体中去除放射性物质和工业及生活废水中去除氨氮、砷、磷、铝以及处理含重金属(铅、镍、锌、镉、铜、铁、锰、汞)等,如造纸废水排放的高浓度废水,可使CODCR由2800~3500mg/l降至450~960mg/l。苯胺是染料、农药和医药生产中的重要中间体,但是,苯胺是一种难以生物降解的有毒物质,毒性很大,通过皮肤和吸入蒸汽被人体很快吸收,会产生紫斑症,用分子筛吸附苯胺吸附量可达10mg/g,吸附率达93%。天然水中的氨氮主要来源于蛋白质分解产生,或因附近污染源造成氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮在一定条件下相互转化而形成,对人体有一定的危害,氨氮进入人体而合成亚硝基化合物,诱发癌症。因此必须采取去除氨氮的措施,以改善饮用水的质量。除此还有工矿工业废水和城镇生活废水也去除氨氮应用有了更大的可能。
  从化工、轻工等行业排放的碳氢化合物、一氧化碳、硫化氢等是污染大气的主要有害气体,分子筛对这些气体有良好的吸附、净化功能,特别是在低温范围内具有其他吸附剂所不具备的吸附能力,利用分子筛的吸附性能及耐酸、耐高温特性,可吸附工厂废气中的SO2,吸附量可达100~120mg/g,去除率可达90%以上。合成氨废气中回收氨以及回收CO、NO等氮氧化合物用于汽车尾气处理剂时,可吸附其中的有害气体,减轻环境污染。分子筛对硫氧、氮氧、硫化氢和氨有很好的吸附作用,而广泛应用于除臭吸附剂。NH3和H2S是冰箱内的主要异味气体,分子筛可使NH3和H2S去除率达到90%。

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