分子篩(又稱合成沸石)是一種硅鋁酸鹽多微孔晶體。它是由硅氧、鋁氧四面體組成基本的骨架結構,在晶格中存在著金屬陽離子(如 Na+,K+,Ca2+,Li+ 等),以平衡晶體中多余的負電荷。分子篩的類型按其晶體結構主要分為:A型,X型,Y型等。A型:鉀A(3A),鈉A(4A),鈣A(5A),X型:鈣X(10X),鈉X(13X) Y型:鈉Y,鈣Y。
一、A 型分子篩的主要成分是硅鋁酸鹽,由硅氧和鋁氧四面體組成 LTA 型的骨架結構,主晶孔為八元環結構。
(1)4A分子篩
主晶孔孔徑為 4Å(1Å=10-10m),稱為 4A 型(又稱納 A 型)分子篩。
不溶于水和有機溶劑,能溶解于強堿和強酸。加熱超過800℃時,重新結晶形成白硅石狀的結構。能吸附水分,液體、氣體及不飽和的有機物質,對鈣離子有交換能力。用作無磷洗滌劑的助劑,代替三聚磷酸鈉;在石油和其他工業用作氣體和液體的干燥、脫水凈化等,也用作催化劑和軟水劑。主要用于天然氣以及各種化工氣體和液體、冷凍劑、藥品、電子材料及易變物質的干燥,氬氣純化,甲烷、乙烷、丙烷的分離.
(2)3A分子篩
用 K+ 交換 4A 分子篩的 Na+ ,形成 3Å 的孔徑,即為 3A 型(又稱鉀A 型)分子篩。主要用于吸附水,根據工業上的應用特點,分子篩具有快吸附速度、再生次數、抗碎強度及抗污染能力,提高了分子篩的利用效率并延長了分子篩的使用壽命,是石油、化工行業中氣液相深度干燥、精煉、聚合所必需的干燥劑。
(3)5A分子篩
5A分子篩晶體的孔徑為 5Å(0.5 nm),可吸附小于該孔徑的任何分子,一般稱為鈣分子篩。它除具有3A,4A分子篩所具有的功效外,還可吸附C3—C4正構烷烴,氯乙烷,溴乙烷,丁醇等,可應用于正異構烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附。基于5A分子篩的工業應用特點,5A分子篩選擇吸附性高、吸附速度快、特別適用于變壓吸附,可適應各種大小的制氧、制氫、制二氧化碳等氣體變壓吸附裝置,是變壓吸附行業中的精品。
二、X 型分子篩的主要成分是硅鋁酸鹽,由硅氧和鋁氧四面體組成 FAU 型的骨架結構,主晶孔為十二元環結構。
13X(又稱鈉 X 型)分子篩,晶體結構不同(硅鋁比不一樣),形成孔徑為 9-10 Å 的分子篩晶體。可用于催化劑協載體、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氫氣體共吸附,主要應用于醫藥和空氣壓縮系統的干燥。