详细介绍什么是分子筛效应’ 沸石分子筛在烟气减害中的应用

发布时间:2021-03-18 浏览:308

详细介绍什么是分子筛效应


所谓分子筛效应,我们分三部分来介绍概念,当含有各种分子的样品溶液延迟流过凝胶柱时,各分子在柱内对云同步停止了两种不同的运动:垂直向下的移动和无取向的扩散运动。 因为大分子物质的直径很大。 很难进入凝胶粒子的细孔,只能在粒子间散布,所以洗脱时向下移动的速度很快。 小分子物质除了可以扩散到凝胶粒子的缝隙之外,还可以进入凝胶粒子的细孔,即进入凝胶相内,在向下移动的过程中。 从一个凝胶内向粒子间隙扩散后进入另一个凝胶粒子,这样有时进入,扩散,小分子物质的移动速度比大分子物质慢,样品中的分子先出柱,再出到中分子后,分子最后出,这种现象称为分子筛效应。

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在分子筛概要编辑本阶段具有多孔质的凝胶是分子筛。 各种分子筛的细孔大小散布着一定的范围,有最大极限和最小极限。 如果分子大小大于凝胶的最大细孔径,则全部排出凝胶粒子外,这种情况称为全排出阻力。

沸石分子筛在烟气减害中的应用


随着吸烟与健康成为全社会关注的焦点,通过沸石和沸石分子筛进行卷烟滤嘴材料的改善或结构性创新,有选择地降低卷烟烟气中的有害成分,在满足感官质量的前提下提高卷烟抽吸的安全性,成为了烟草科技研究的重点课题之一。 在沸石分子筛制备工艺工业化方面进行了研究,首先合成了2种高氧化硅沸石粉,再以硅溶胶为粘结剂,以田菁粉为造孔剂分别制备了20~40目沸石分子筛粒子,表征和分析了分子筛化学性质,将分子筛粒子应用于卷烟过滤器。 在某烟草工厂中,以沸石粉为基材,以硅溶胶作为粘合剂,以花青粉作为造孔剂,分别制备FGS-101型沸石为主体)和FGS-101 (以zsm-5型沸石为主体)分子筛粒子, 参照GB5606.4 《卷烟第4部分:感官技术要求》方法,组织公司烟草感官质量评价委员会9名成员,对烟草样品感官进行质量评价。 图2是将FGS-101、FGS-102分子筛粒子粉碎后的扫描电镜照片,从图中可以看出,FGS-101的晶体外形比较完整,大小均匀,晶粒尺寸集中在1~2m之间,边缘清晰。

FGS-102具有长条状外形的结晶特征,结晶棒角清晰,结晶长度在2~3m之间,横截面在0.5~1m之间。 利用x射线衍射仪(XRD  )对两沸石分子筛的物质同源鉴定和结晶度进行了测量,结果如图3所示。 由XRD图像所示峰可知,FGS-101显示出典型的y型沸石特征衍射峰,其相对结晶度> 95%; FGS-102显示出典型的ZSM-5型沸石的特征衍射峰,其相对结晶度> 90%被计算出来。

详细介绍什么是分子筛效应’ 沸石分子筛在烟气减害中的应用

制备的沸石分子筛颗粒材料应用于卷烟中,对卷烟烟气三大指标无明显影响,有利于维持卷烟产品的风格特征。 作为烟草减灾新型材料,FGS-101对烟气中HCN、巴豆醛两种有害成分有过滤效果,烟草危害指数整体下降到0.2。 FGS-102对烟气中的HCN、巴豆醛、B[a]P  3种有害成分有很高的过滤效果,对HCN的减害效果为20.1%,对巴豆醛的降低率为10.6%,对b  [ a  ] p的降低率为14.4%。


分子筛的结构与特征


分子筛是结晶状态的硅酸盐或硅酸铝酸盐,硅酸四面体或铝酸四面体通过氧桥键连接而形成。 分子尺寸(通常为0.3~2.0 nm  )的细孔和空洞系,具有筛分分子的特性。 但是,随着分子筛的合成和应用研究的深入,研究人员发现磷酸铝酸盐类分子筛,分子筛的骨架元素(硅或铝或磷)也可以用b、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、v、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代,其孔隙和空洞的大小也可以达到2 nm以上分子筛根据骨架元素组成分为二氧化硅铝类分子筛、磷酸铝类分子筛和骨架杂原子分子筛的细孔的大小,将细孔的大小为2 nm以下、2~50 nm以上、50 nm以上的分子筛称为细孔、介孔、大孔分子筛。 大孔径成为大尺寸分子反应良好的载体,但介孔材料孔壁为非晶质,其水热稳定性和热稳定性不能满足石油化工应用的严格条件。

由于分子筛含有与电价低离子半径大的金属离子化合的状态的水,因此水分子在加热后连续消失,但结晶骨架结构不变,形成多个相同大小的空洞,空洞中连接有多个相同直径的细孔,这些微小的细孔的直径均匀,将比细孔的直径小的分子吸附在细孔的内部, 由于能够将比细孔大的分子排除在外,因此具有将形状直径不同的分子分离为极性程度不同的分子、沸点不同的分子、饱和程度不同的分子的所谓“筛分”分子的作用,因此被称为分子筛。

目前,分子筛已广泛应用于冶金、化工、电子、石油化工、天然气等工业。 分子筛有天然沸石和合成沸石两种。

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天然沸石的大部分是火山凝灰岩和凝灰岩在海相或湖相环境中反应形成的。 目前已发现1000多种沸石矿,重要的有35种,常见的有斜发沸石、丝状沸石、毛沸石和菱沸石等。 主要分布于美、日、法等国家,在中国也发现了很多丝沸石和斜发沸石矿床,日本是天然沸石开采量最大的国家。 天然沸石受资源限制,因此从1950年代开始大量采用合成沸石(参照表)。 商品分子筛中常用的前缀数字将晶体结构不同的分子筛分类,如3A型、4A型、5A型分子筛。 4A型即表中a类、孔径4; 的双曲馀弦值。 以含有Na的a型分子筛为Na-A,Na被k取代时,孔径约为3,3 a型分子筛即Na-A的1/3以上的Na被Ca2取代时,孔径约为5,为5A型分子筛。



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文章来源:中国分子筛网

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