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分子篩工作原理及種類
工作原理
吸附功能：分子篩對(duì)物質(zhì)的吸附來(lái)源于物理吸附（范德華力），其晶體孔穴內(nèi)部有很強(qiáng)的極性和庫(kù)侖場(chǎng)，對(duì)極性分子（如水）和不飽和分子表 現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸附能力。
篩分功能：分子篩的孔徑分布非常均一，只有分子直徑小于孔穴直徑的物質(zhì)才可能進(jìn)入分子篩的晶穴內(nèi)部。
通過(guò)吸附的優(yōu)先順序和尺寸大小來(lái)區(qū)分不同物質(zhì)的分子，所以被形象的稱為“分子篩”。
種類
分子篩有天然沸石和合成沸石兩種。①天然沸石大部分由火山凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)沉積巖在海相或湖相環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)而形成。已發(fā)現(xiàn)有1000多種沸石礦，較為重要的有35種，常見(jiàn)的有斜發(fā)沸石、絲光沸石、毛沸石和菱沸石等。主要分布于美、日、法等國(guó)，中國(guó)也發(fā)現(xiàn)有大量絲光沸石和斜發(fā)沸石礦床，日本是天然沸石開(kāi)采量最大的國(guó)家。②因天然沸石受資源限制，從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，大量采用合成沸石。
商品分子篩常用前綴數(shù)碼將晶體結(jié)構(gòu)不同的分子篩加以分類，如3A型、4A型、5A型分子篩。4A型即表中A類，孔徑4?；。含Na+的A型分子篩記作Na-A，若其中Na+被K+置換，孔徑約為3?；，即為3A型分子篩；如Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+置換，孔徑約為5?；，即為5A型分子篩。
性能
分子篩為粉末狀晶體，有金屬光澤，硬度為3～5，相對(duì)密度為2～2.8，天然沸石有顏色，合成沸石為白色，不溶于水，熱穩(wěn)定性和耐酸性隨著SiO2/Al2O3組成比的增加而提高。分子篩有很大的比表面積，達(dá)300～1000m2/g，內(nèi)晶表面高度極化，為一類高效吸附劑，也是一類固體酸，表面有很高的酸濃度與酸強(qiáng)度，能引起正碳離子型的催化反應(yīng)。當(dāng)組成中的金屬離子與溶液中其他離子進(jìn)行交換時(shí)，可調(diào)整孔徑，改變其吸附性質(zhì)與催化性質(zhì)，從而制得不同性能的分子篩催化劑。
結(jié)構(gòu)
由此構(gòu)成的蛋白多糖聚合體曲折盤(pán)繞，形成多微孔的篩狀結(jié)構(gòu)，稱為分子篩。分子篩只允許小于其微分子篩孔的物質(zhì)通過(guò)，對(duì)大于其微孔的大分子物質(zhì)、細(xì)菌等則具有屏障作用。使基質(zhì)成為限制細(xì)菌等有害物質(zhì)擴(kuò)散的防御屏障。溶血性鏈球菌和癌細(xì)胞等能產(chǎn)生透明質(zhì)酸酶，分解蛋白多糖，破壞基質(zhì)結(jié)構(gòu)，得以擴(kuò)散。蛋白多糖聚合體上還結(jié)合著許多親水基團(tuán)，能結(jié)合大量水分子，形成細(xì)胞外“儲(chǔ)水庫(kù)”。
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