分子篩廠(chǎng)家講解：從天然沸石到人工合成分子篩的演變和發(fā)展

人們最早發(fā)現(xiàn)微孔的天然硅鋁酸鹽即天然沸石是1756年，在長(zhǎng)期的實(shí)踐活動(dòng)中人們對(duì)天然沸石的性質(zhì)有了一定的認(rèn)識(shí)，其中包括沸石礦物具有可逆的脫水作用，即沸石脫水后又能重新吸附水。19世紀(jì)未，人們?cè)谘芯磕承┩寥赖碾x子交換性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)天然沸石也具有同樣的作用，其中的陽(yáng)離子可以被其他金屬陽(yáng)離子取代。同時(shí)發(fā)現(xiàn)天然菱沸石能迅速地吸附水、甲醇、乙醇和甲酸蒸汽，然而幾乎不吸附丙酮、乙醚和苯。不久以后，人們認(rèn)識(shí)到這些結(jié)果的重要性，開(kāi)始把它們當(dāng)作吸附劑與干燥劑使用。并利用它們來(lái)分離某些不同的氣體分子，后來(lái)在空氣的分離與純制過(guò)程中，使用天然沸石也獲得了良好的結(jié)果。

從地質(zhì)學(xué)上講，天然沸石最早被發(fā)現(xiàn)存在于玄武巖的孔洞中。到19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)在沉積巖中也存在沸石。根據(jù)科研人員在研究沸石成因的過(guò)程中指出，在玄武巖熔巖流和含有多種成分的地下熱水或溫泉的作用下可生成沸石；含有火山玻璃質(zhì)的沉積物與富鈉的海水反應(yīng)，也可以生成沸石，還有由于火山沉積物與堿性的湖水作用而生成沸石，這種成因的沸石，儲(chǔ)量比較大，分布也比較廣。

隨著地質(zhì)勘探工作和礦物研究工作的逐步展開(kāi)，人們發(fā)現(xiàn)的天然沸石的品種越來(lái)越多，據(jù)統(tǒng)計(jì)天然沸石已發(fā)現(xiàn)有 40 余種，然而經(jīng)結(jié)構(gòu)測(cè)定的還不及30種。近年來(lái)，世界各地又發(fā)現(xiàn)了大量的天然沸石資源，因此，天然沸石的利用問(wèn)題已引起人們的廣泛重視，人們進(jìn)行了相當(dāng)多的研究，并且有了較大的進(jìn)展。到目前為止，天然沸石已用于一些氣體和液體的干燥及分離、硬水的軟化、污水的處理以及土壤的改良等方面，工業(yè)上也已有用精選過(guò)的或者經(jīng)過(guò)某種處理的天然沸石作為催化劑和催化劑載體。

自中華人民共和國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)對(duì)沸石資源進(jìn)行了一系列的勘探工作，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已發(fā)現(xiàn)有大量的絲光沸石和斜發(fā)沸石礦床，另外還有方沸石、片沸石、鈉沸石、桿沸石、輝沸石以及濁沸石等許多品種。但由于天然沸石不能滿(mǎn)足工業(yè)上的大規(guī)模需要，因此，用合成分子篩代替天然沸石已成為生產(chǎn)實(shí)踐中的迫切要求。20世紀(jì)40年代末，科學(xué)家就開(kāi)始了分子篩的“仿地”合成研究。由于最初發(fā)現(xiàn)的天然沸石存在地下深部的火山巖孔洞中，從而推斷沸石是在高溫高壓條件下形成的。因此，初期合成沸石工作都是模仿地質(zhì)上生成沸石的環(huán)境下進(jìn)行的，即采取的是高溫水熱合成技術(shù)。

后來(lái)，在沉積巖中又發(fā)現(xiàn)有大量的天然沸石存在，所以又認(rèn)為它們可以在不太高的溫度和壓力下生成。因此人們開(kāi)始大膽嘗試低溫水熱合成技術(shù)進(jìn)行分子篩的合成研究，幾年后就合成出了首批低硅分子篩。我國(guó)于1959年成功合成出A型分子篩和X型分子篩，隨后又合成出Y型分子篩和絲光沸石，并迅速投入工業(yè)生產(chǎn)。目前分子篩已成為石油煉制和石油化學(xué)工業(yè)、煤化工以及大量精細(xì)化工中最重要的吸附分離與催化材料。

雖然分子篩比天然沸石有許多有點(diǎn)且應(yīng)用范圍更廣，但由于不少天然沸石的礦床處于地表附近，容易開(kāi)采，經(jīng)簡(jiǎn)單的粉碎篩選的工序后即可使用，故其價(jià)格遠(yuǎn)比分子篩低。因而，在需求量大，質(zhì)量要求不高的情況下，天然沸石比較適用，特別是在農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等方面，天然沸石的應(yīng)用還有很大的發(fā)展前途。湖南天怡新材料有限公司是專(zhuān)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(chǎng)家，如有需求，歡迎咨詢(xún)。