分子筛是一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。其化学通式为(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分别为一价、二价阳离子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。它在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴,不同孔径的分子筛把不同大小和形状分子分开。根据SiO2和Al2O3的分子比不同,得到不同孔径的分子筛。
分子筛其型号有:3A(钾A型)、4A(钠A型)、5A(钙A型)、10Z(钙Z型)、13Z(钠Z型)、Y(钠Y型)、钠丝光沸石型等。它的吸附能力高、选择性强、耐高温。广泛用于有机化工和石油化工,也是煤气脱水的优良吸附剂。在废气净化上也日益受到重视。
沸石分子筛材料的广泛应用(例如:吸附分离、离子交换、催化),是与其结构特点密不可分的。例如,吸附分离性能取决于分子筛的孔道和孔体积的大小;离子交换性能取决于分子筛中阳离子的数目、位置及其孔道的可通行性;催化过程中表现出的择形性与分子筛的孔道尺寸、走向相关,而催化反应中的中间产物以及后产品和分子筛的孔道维数或其笼结构相关。因此,分子筛的结构是研究分子筛材料的基本问题。
5A分子筛的有效孔径为5Å(0.5nm),可以吸附小于其孔径的任何分子,一般称为钙分子筛。它除了具有3A,4A分子筛所具有的功效外,还可吸附C3-C4正构烷烃,氯乙烷,溴乙烷,丁醇等;可用于正异构烃分离、变压吸附分离及水和二氧化碳的共吸附,基于5A分子筛的工业特点,其选择吸附性高、吸附速度快、特别适用于变压吸附,可适应各种大小的制氧、制氢、制二氧化碳等气体变压吸附装置,是变压吸附行业中的。
4A分子筛是一种碱金属硅铝酸盐,其孔径为4Å(0.4nm),主要用于吸附水、甲醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯等临界直径不大于4Å的分子,对水的选择吸附性能任何其他分子,是工业上用量大的分子筛品种之一。
4A分子筛是一种人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅铝酸盐。依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子,因而被称为“分子筛”。分子直径小于分子筛晶体孔穴直径的物质可以进入分子筛晶体,从而被吸附,否则,被排斥。