分子篩廠家講解以方鈉石籠為例的一些分子篩結(jié)構(gòu)類型

從嚴(yán)格定義上說(shuō)，分子篩是由硅氧四面體（Si0₄）和鋁氧四面體（AlO₄）之間通過(guò)共享頂點(diǎn)而形成的三維四連接骨架。從概念上描述，應(yīng)該是先形成純硅骨架結(jié)構(gòu)，之后被鋁原子取代，這種異價(jià)取代使得分子篩骨架帶一個(gè)負(fù)電，所以在孔道類需要一個(gè)額外的帶正電的離子來(lái)平衡整個(gè)分子篩的負(fù)電荷，這也使得分子篩能夠吸附一些中性的原子和分子進(jìn)人孔道內(nèi)。

一般分子篩的經(jīng)驗(yàn)組成可以表示成：Mⁿ⁺_x/nAl_xSi_1-xO₂·yX。 其中，Mⁿ⁺代表有機(jī)或無(wú)機(jī)陽(yáng)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(zhǎng)分別為1.73A和1.61A，其中OTO（T代表四價(jià)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(bào)道的純硅分子篩的晶體數(shù)據(jù)為：鍵角范圍為133.6°~180°，標(biāo)準(zhǔn)鍵角為148°，鍵角平均值為154° 土9°。由于分子篩表現(xiàn)出來(lái)的不同結(jié)構(gòu)的多樣性，所以TOT鍵角會(huì)有很大的變化。大部分的文獻(xiàn)報(bào)道TOT的鍵角接近180°，其原因在于在骨架結(jié)構(gòu)的不同位置的氧原子的分?jǐn)?shù)是基本一致的。最近一篇關(guān)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(huì)反復(fù)出現(xiàn)，也會(huì)重復(fù)觀察到一些不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。這表明TOT的鍵角中氧原子從180°移至平均位置時(shí)，會(huì)有一個(gè)較大范圃的偏差。

在水熱法合成硅鋁型的分子篩時(shí)，很難觀察到Al-O-Al的鏈接關(guān)系，其原因在于相鄰的帶負(fù)電荷的鋁氧四面體之問(wèn)很難發(fā)生作用。這種現(xiàn)象簡(jiǎn)稱為“路易斯坦（Lowenstein）”規(guī)則。相似的規(guī)則適用于鎵硅分子篩結(jié)構(gòu)的Ga-O-Ga的鏈接關(guān)系。在高含量AI（或Ga）的情況下，路易斯坦規(guī)則會(huì)導(dǎo)致短程有序（通過(guò)固體核磁可以確定）及最終的長(zhǎng)程無(wú)序。當(dāng)硅鋁比達(dá)到接近1時(shí)，以A型沸石為例，硅原子與鋁原子之間會(huì)有嚴(yán)格的交集。

世界上所有已合成分子篩結(jié)構(gòu)類型的詳細(xì)描述都可以在國(guó)際沸石協(xié)會(huì)（IZA）的網(wǎng)站上可以看到。其中，每一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都會(huì)一個(gè)3個(gè)字母的編號(hào)（比如MFI結(jié)構(gòu)的ZSM-5分子篩）；同時(shí)，每一種新分子篩的詳細(xì)信息都可以在網(wǎng)站上找到。一般來(lái)說(shuō)，具有孔徑在4A的八元環(huán)的一般認(rèn)為是小孔徑的分子飾，中孔一般認(rèn)為是孔徑在5~5.5A左右的十二元環(huán)分子篩，大孔被認(rèn)為是孔徑在7~8A的十二元環(huán)分子篩，超大孔被認(rèn)為是十四元至十八元環(huán)的分子篩。不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分子篩具有不同的化學(xué)組成，相關(guān)的信息保存在文獻(xiàn)里。無(wú)論化學(xué)組成怎樣，沸石分子篩結(jié)構(gòu)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(cuò)、氮化物，甚至硫化物都能滿足這些幾何要求。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的審查，同時(shí)不斷更新，包含有許多相關(guān)文獻(xiàn)的引用，所以其對(duì)于了解分子篩結(jié)構(gòu)信息事一個(gè)重要的參考來(lái)源。湖南天怡新材料有限公司是專業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)品的分子篩廠家，如有需求，歡迎咨詢。