分子篩廠家詳解分子篩結構

沸石分子篩材料的廣泛應用（例如：吸附分離、離子交換、催化），是與其結構特點密不可分的。例如，吸附分離性能取決于分子篩的孔道和孔體積的大?。浑x子交換性能取決于分子篩中陽離子的數(shù)目、位置及其孔道的可通行性；催化過程中表現(xiàn)出的擇形性與分子篩的孔道尺寸、走向相關，而催化反應中的中間產(chǎn)物以及最后產(chǎn)品和分子篩的孔道維數(shù)或其籠結構相關。因此，分子篩的結構是研究分子篩材料的基本問題。

結構單元
首先從最簡單的基本結構單元進行研究。通常來講，沸石分子篩都是一個個四面體通過共用頂點來堆積得到的，所以一個四面體就是一個初級的結構單元(TO4四面體)。例如：對于silicalite-1沸石分子篩來講，它的初級結構單元是硅氧四面體（[Si O4]0），并且這個四面體結構單元呈現(xiàn)電中性，這些硅氧四面體通過共用氧原子的連接，形成了具有MFI結構的沸石分子篩。在合成中模板劑和吸附水是存在于它的孔道中的。當然，當在合成體系中有鋁存在的條件下，則有兩種四面體：硅氧四面體（[Si O4]0）和鋁氧四面體（[Al O4]-），并且鋁氧四面體是存在一個負電荷的，通過組裝合成了硅鋁的具有MFI結構的分子篩，由于這種結構本身帶有一定的負電荷，因此必然要通過額外的陽離子來平衡，使其整體最終呈現(xiàn)電中性。而磷鋁分子篩則是磷氧四面體（[PO4]+）和鋁氧四面體（[Al O4]-）嚴格交替構成，骨架呈電中性。當然，在初級結構單元與初級結構單元的連接中，要遵守Lowenstein規(guī)則：在硅鋁骨架結構中，鋁與鋁不能相鄰；在磷酸鹽骨架結構中，如SAPO-34，鋁是不能和二價或者三價金屬原子相鄰、以及磷不能與硅或磷相連的。

次級結構單元

分子篩的骨架結構由初級結構單元進行有限或者無限的連接后而形成的。有限的結構單元，如次級結構單元通常是指由TO4四面體通過共同使用定點的氧原子，從而按照不同的連接方式組成的多元環(huán)結構，比較常見的環(huán)結構如四元環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)、雙四元環(huán)和雙六元環(huán)。現(xiàn)在所發(fā)現(xiàn)的為18種次級結構單元。例如4-4次級結構單元，它所代表的的是兩個四元環(huán)，即雙四元環(huán)。正如我們所熟知的A型分子篩，它就是通過SOD籠與雙四元環(huán)之間進行連接從而形成了沸石分子篩。當然我們所說的SBU只是在理論意義上的拓撲單元，是為了更好的理解和解釋沸石分子篩的結構，不能這樣就認為是沸石分子篩晶化過程的真實物種。

籠狀結構單元
分子篩的骨架中存在一特征籠狀結構單元，而籠狀結構單元又是根據(jù)確定它們多面體的多元環(huán)來描述的。例如，我們所熟悉的SOD籠它由八個六元環(huán)和六個四元環(huán)來組成的，一般簡寫成4668。不同的分子篩骨架會含有相同的籠狀結構單元，換句話說，同一個籠狀結構單元通過不同連接方式會形成不同的分子篩骨架結構類型。一個經(jīng)典的例子就是SOD籠。
SOD籠間通過本身的共面連接形成的是SOD沸石分子篩；SOD籠間通過雙四元環(huán)的連接，形成的是LTA型分子篩；SOD籠間通過雙六元環(huán)的連接，形成的是FAU和EMT沸石分子篩。
另外，在沸石分子篩骨架結構中，常會發(fā)現(xiàn)一些特征的鏈和二維三連接的網(wǎng)層結構以及周期性結構單元（PBU）。我們最為常見的五種鏈狀結構為是Pentasil鏈、雙鋸齒形鏈、雙之字形鏈、雙機軸鏈和短柱石鏈。由邊共享的籠所組成的Pentasil鏈是高硅沸石分子篩家族的一個特征鏈。最具有代表性的，MFI的骨架結構就是由Pentasil鏈構成。平行堆積的二維三連接網(wǎng)層通過上下取向的三連接頂點間相互連接形成三維四連接的骨架結構。例如，GIS類型骨架結構是由4.82二維網(wǎng)層結構上下連接而成。