分子篩是一種能分離不同大小分子的固體吸附劑。它是以SiO2和Al203為主要成分的結(jié)晶鋁硅酸鹽，其晶體中有許多一定大小的空穴，空穴之間有許多直徑相同的孔相連。它能將比孔徑小的分子吸附到孔穴內(nèi)部，而把比孔徑大的分子排斥在外面，起到篩分分子的作用，因而被形象地稱為“分子篩”。它是白色晶狀粉末，為了使用上的需要，常加入某些粘合劑制成顆粒或片狀117。
Smith對沸石的定義為118)“沸石是具有骨架結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽，骨架形成的空穴由大的離子和水分子所占據(jù)，兩者可以自由移動，而進(jìn)行離子交換和可逆地脫水”。骨架結(jié)構(gòu)包括以角相連的四面體，其中小的原子(統(tǒng)稱T原子)位于四面體的中心，氧原子位于四面體的角端上。T原子對tian然沸石為Al或Si原子，但在合成沸石中也可以改用其它的原子，如Ga，Ge和P等。目前已有將FeGr、VMo等元素引入沸石骨架的報道。在tian然沸石中，空穴內(nèi)的離子可以為一價或二價，主要是Na、Ca、K、 Mg和Ba合成的結(jié)晶硅鋁酸金屬鹽多水化合物的化學(xué)通式為:
分子篩作為一種性能良好的干燥劑，分子篩可干燥多種溶劑，如二氯甲烷，乙醇等。干燥溶劑需要多長時間，案例1：二氯甲烷通過無水硫酸鎂干燥，再加分子篩進(jìn)一步干燥需要多長時間，添加分子篩的目的主要是為了防zhi空氣中的水份進(jìn)入室內(nèi)，保護(hù)室內(nèi)干燥環(huán)境，使用時間約為2小時。此外，如二氯甲烷，其水分含量不高。常壓蒸餾可以先進(jìn)行，前餾分中有一部分水會被提取。再用剩余的氫化鈣倒流幾個小時，基本上就可以去除水分了。蒸煮之后，可以用分子篩來保存。其一為物理吸附，其二為化學(xué)脫水。
分子篩吸附劑具有優(yōu)異的耐酸耐熱性能，能耐除氫氟酸以外的各種無機(jī)酸、you機(jī)酸及you機(jī)溶劑的腐蝕，可在各種高、低溫場合使用，應(yīng)用范圍十分廣泛。
分子篩吸濕能力強(qiáng)，而且各種溶劑幾乎都可以用它來干燥，因此在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。分子篩吸附法是一種低能耗、高效率的脫水方法，工藝簡單，更適用于液體氣體的shen度脫水利用分子篩孔徑大小選擇性吸附水，從而實(shí)現(xiàn)分離。
分子篩的吸附能力與電荷密度(極性)進(jìn)而與所吸附的分子有關(guān)。一般極性強(qiáng)的分子容易被吸附。分子篩要進(jìn)一步區(qū)分混合分子中哪些可以吸附，并確定在多大程度上電荷密度可使分子吸附在晶體上。吸附現(xiàn)象是指水相分子或氣相分子聚集在固體的表面上，由分子間的相互作用結(jié)合在一起。因?yàn)槲绞欠肿颖砻娆F(xiàn)象，生產(chǎn)固體吸附劑必須內(nèi)表面積特別大才行。一般說1g分子篩的內(nèi)表面積等于750m。
分子篩使用一定時間以后，吸附水分的能力下降，此時要將它反向脫水，除qu分子篩中的水分，達(dá)到zai生的要求。一般分子篩zai生采用干燥熱空氣作為載體，空氣加熱到200-350℃在0.3~05g/cm壓力下，反向通過分子篩層，出口溫度150℃~180℃zai生時間根據(jù)分子篩吸水飽和情況確定。分子篩經(jīng)過zai生后可繼續(xù)進(jìn)行吸附脫水。
分子篩的熱穩(wěn)定性好，能經(jīng)受住600℃~700℃的短暫高溫，zai生溫度不宜超過600℃，否則影響分子篩活性，可抽真空解析zai生(無熱zai生)。分子篩不溶于水，但溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，故可在pH5~11的介質(zhì)中使用。分子篩極易吸水，應(yīng)密封存放，使用時應(yīng)檢查含水量是否超過標(biāo)準(zhǔn)，存放日久吸潮，應(yīng)zai生后使用，其性能不變。分子篩具有吸附速度快、zai生次數(shù)多、抗碎和抗磨損強(qiáng)度高、抗污染能力強(qiáng)、利用效率高、使用壽命長等特點(diǎn)是氣液相shen度干燥必需的干燥劑。
