分子篩廠家講解以方鈉石籠為例的一些分子篩結構類型

從嚴格定義上說，分子篩是由硅氧四面體（Si0₄）和鋁氧四面體（AlO₄）之間通過共享頂點而形成的三維四連接骨架。從概念上描述，應該是先形成純硅骨架結構，之后被鋁原子取代，這種異價取代使得分子篩骨架帶一個負電，所以在孔道類需要一個額外的帶正電的離子來平衡整個分子篩的負電荷，這也使得分子篩能夠吸附一些中性的原子和分子進人孔道內。

一般分子篩的經驗組成可以表示成：Mⁿ⁺_x/nAl_xSi_1-xO₂·yX。 其中，Mⁿ⁺代表有機或無機陽離子，X代表包含或吸附的物種。

分子篩的骨架組成由一些基本的四面體搭建而成。Al-O和Si-O之間的鍵長分別為1.73A和1.61A，其中OTO（T代表四價元素）之間的鍵角接近于四面體的鍵角109.4°，但TOT之間的鍵角變化范圍更大，平均鍵角在145°左右（其中有大量的色散力）。近期的一篇綜述報道的純硅分子篩的晶體數據為：鍵角范圍為133.6°~180°，標準鍵角為148°，鍵角平均值為154° 土9°。由于分子篩表現出來的不同結構的多樣性，所以TOT鍵角會有很大的變化。大部分的文獻報道TOT的鍵角接近180°，其原因在于在骨架結構的不同位置的氧原子的分數是基本一致的。最近一篇關于純硅分子篩SSZ-24的電子衍射研究表明，在該固體酸上觀察到了180° 的TOT鍵角。除了沿著孔道方向晶相會反復出現，也會重復觀察到一些不對稱的結構。這表明TOT的鍵角中氧原子從180°移至平均位置時，會有一個較大范圃的偏差。

在水熱法合成硅鋁型的分子篩時，很難觀察到Al-O-Al的鏈接關系，其原因在于相鄰的帶負電荷的鋁氧四面體之問很難發生作用。這種現象簡稱為“路易斯坦（Lowenstein）”規則。相似的規則適用于鎵硅分子篩結構的Ga-O-Ga的鏈接關系。在高含量AI（或Ga）的情況下，路易斯坦規則會導致短程有序（通過固體核磁可以確定）及最終的長程無序。當硅鋁比達到接近1時，以A型沸石為例，硅原子與鋁原子之間會有嚴格的交集。

世界上所有已合成分子篩結構類型的詳細描述都可以在國際沸石協會（IZA）的網站上可以看到。其中，每一種拓撲結構都會一個3個字母的編號（比如MFI結構的ZSM-5分子篩）；同時，每一種新分子篩的詳細信息都可以在網站上找到。一般來說，具有孔徑在4A的八元環的一般認為是小孔徑的分子飾，中孔一般認為是孔徑在5~5.5A左右的十二元環分子篩，大孔被認為是孔徑在7~8A的十二元環分子篩，超大孔被認為是十四元至十八元環的分子篩。不同拓撲結構的分子篩具有不同的化學組成，相關的信息保存在文獻里。無論化學組成怎樣，沸石分子篩結構圖集含有所有擁有四連接單元的多孔固體酸，包括一些磷酸鹽 錯、氮化物，甚至硫化物都能滿足這些幾何要求。這個數據庫經過了嚴格的審查，同時不斷更新，包含有許多相關文獻的引用，所以其對于了解分子篩結構信息事一個重要的參考來源。湖南天怡新材料有限公司是專業生產NaY分子篩、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、USY分子篩、REY分子篩等為主要產品的分子篩廠家，如有需求，歡迎咨詢。