去年7月4日發(fā)表了 《用高嶺土生產(chǎn)沸石分子篩的研究》一文后,，引起了許多陶瓷企業(yè)的興趣。他們還想了解有關(guān)應(yīng)用方面的問題,。為此我們寫了此篇,，作為用高嶺土生產(chǎn)沸石分子篩的姐妹篇。
沸石分子篩是唯一具有形狀選擇性的吸附,、催化材料,，不僅可望通過選擇性催化以減少副產(chǎn)品的生成、提高反應(yīng)原料的利用率,，而且可以通過結(jié)構(gòu)調(diào)整,、負(fù)載改性等手段形成生產(chǎn)所需的功能催化材料,，因此越來越多被研究利用到諸多領(lǐng)域，使用也越來越廣泛,。
以A 型為代表的沸石分子篩,，硅鋁比接近1，有最高的陽離子含量,、大孔容,、大比表面積和較小的孔徑，主要用于凈化,、干燥,、分離和離子交換工藝。如乙烯脫水,、空氣制氧,、洗滌過程離子交換。中硅系列沸石分子篩以X 和Y 型分子篩為其代表,，主要用作催化劑和催化劑載體,，具有固體酸和金屬雙功能效應(yīng)；又因其特有的均一孔徑系統(tǒng),，在催化過程中對(duì)反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物起到擇形催化作用,，因而有較高的活性和選擇性。已廣泛應(yīng)用于石油裂解,、加氫裂解,、異構(gòu)化、重整,、甲苯岐化等工業(yè)中,。高硅系列沸石分子篩以ZSM-5型為其代表，硅鋁比高,，有良好的熱穩(wěn)定性和抗酸性,，又因其具有高密度骨架結(jié)構(gòu)、直筒式孔道系統(tǒng),，催化反應(yīng)過程中不易結(jié)碳和失去活性,。已用于甲醇制汽油、烴類異構(gòu)化,，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大,。全硅型分子篩除具有ZSM-5型分子篩類似的孔結(jié)構(gòu)外，其表面幾乎不含烴基,，有良好的疏水和親油性,，可用于水和有機(jī)相的分離，尤其是從水相中吸附痕量有機(jī)物,，防止污染和凈化方面具有特效,。最近研究表明,，沸石分子篩還具有耐酸、耐高溫,、耐輻射等性能,。這些物化性能賦予了沸石分子篩獨(dú)特的功能。
沸石對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力主要取決于有機(jī)分子的極性和大小,，含有極性基團(tuán)的有機(jī)物分子能與沸石分子篩表面發(fā)生強(qiáng)吸附作用,。利用這個(gè)原理，我們可以對(duì)垃圾廢水,、養(yǎng)殖廢水,、含苯胺廢水、屠宰廢水,、造紙廢水,、印染廢水的脫色、微量苯酚和苯的去除以及從水中去除放射性物質(zhì)和從固體中去除放射性物質(zhì)和工業(yè)及生活廢水中去除氨氮,、砷,、磷、鋁以及處理含重金屬（鉛,、鎳,、鋅、鎘,、銅,、鐵、錳,、汞）等,，如造紙廢水排放的高濃度廢水，可使 CODCR 由 2800~3500mg/l降至450~960mg/l,。苯胺是染料,、農(nóng)藥和醫(yī)藥生產(chǎn)中的重要中間體，但是,，苯胺是一種難以生物降解的有毒物質(zhì),，毒性很大，通過皮膚和吸入蒸汽被人體很快吸收,，會(huì)產(chǎn)生紫斑癥,，用沸石分子篩吸附苯胺最大吸附量可達(dá)10mg/g，吸附率達(dá)93%,。天然水中的氨氮主要來源于蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生，或因附近污染源造成氨氮,、亞硝酸氮,、硝酸氮在一定條件下相互轉(zhuǎn)化而形成,，對(duì)人體有一定的危害，氨氮進(jìn)入人體而合成亞硝基化合物,，誘發(fā)癌癥,。因此必須采取去除氨氮的措施，以改善飲用水的質(zhì)量,。除此還有工礦工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活廢水也去除氨氮應(yīng)用有了更大的可能,。
從化工、輕工等行業(yè)排放的碳?xì)浠衔�,、一氧化碳,、硫化氫等是污染大氣的主要有害氣體，沸石分子篩對(duì)這些氣體有良好的吸附,、凈化功能,，特別是在低溫范圍內(nèi)具有其他吸附劑所不具備的吸附能力，利用沸石分子篩的吸附性能及耐酸,、耐高溫特性,，可吸附工廠廢氣中的SO 2，吸附量可達(dá)100~120mg/g,，去除率可達(dá)90%以上,。合成氨廢氣中回收氨以及回收CO、NO 等氮氧化合物用于汽車尾氣處理劑時(shí),，可吸附其中的有害氣體,，減輕環(huán)境污染。沸石分子篩對(duì)硫氧,、氮氧,、硫化氫和氨有很好的吸附作用，而廣泛應(yīng)用于除臭吸附劑,。NH 3和H2S是冰箱內(nèi)的主要異味氣體,，沸石分子篩可使NH3和H 2S去除率達(dá)到90%。
石油的催化裂化無疑是石油工業(yè)中最重要的發(fā)展之一,，沸石分子篩用于催化裂解工藝大幅度提高了裂化劑的選擇性,，沸石分子篩無毒、無害的特性以及獨(dú)特的擇形吸附催化性能適應(yīng)環(huán)境發(fā)展趨勢(shì),，已在石油,、化學(xué)、化工生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用,。
世界沸石分子篩產(chǎn)量已超過800萬噸,，除了用于吸附催化外，其余用量最大的是洗滌用分子篩,，已代替含磷的三聚磷酸鈉,，而且成本降低不少,。我國自1964年開始生產(chǎn)各種類型分子篩，已有50多年歷史,。這期間相繼開發(fā)研制了多種沸石分子篩,，其中高嶺土是近年內(nèi)開發(fā)出來的，因其原料豐富,、制作成本低,、產(chǎn)品質(zhì)量好，已越來越受到廣泛應(yīng)用,。作為陶瓷行業(yè)生產(chǎn)高嶺土沸石分子篩更具優(yōu)勢(shì),，而且還可以和蜂窩陶瓷相結(jié)合，其應(yīng)用更加廣泛,。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,，用高嶺土生產(chǎn)沸石分子篩工藝也在日益發(fā)展，如何優(yōu)化制造出有實(shí)用價(jià)值的沸石分子篩,，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,，這也許對(duì)我們陶瓷行業(yè)面臨選擇的問題，也是這一領(lǐng)域中富有挑戰(zhàn)性的課題,。
沸石分子篩是唯一具有形狀選擇性的吸附,、催化材料,，不僅可望通過選擇性催化以減少副產(chǎn)品的生成、提高反應(yīng)原料的利用率,，而且可以通過結(jié)構(gòu)調(diào)整,、負(fù)載改性等手段形成生產(chǎn)所需的功能催化材料,，因此越來越多被研究利用到諸多領(lǐng)域，使用也越來越廣泛,。
以A 型為代表的沸石分子篩,，硅鋁比接近1，有最高的陽離子含量,、大孔容,、大比表面積和較小的孔徑，主要用于凈化,、干燥,、分離和離子交換工藝。如乙烯脫水,、空氣制氧,、洗滌過程離子交換。中硅系列沸石分子篩以X 和Y 型分子篩為其代表,，主要用作催化劑和催化劑載體,，具有固體酸和金屬雙功能效應(yīng)；又因其特有的均一孔徑系統(tǒng),，在催化過程中對(duì)反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物起到擇形催化作用,，因而有較高的活性和選擇性。已廣泛應(yīng)用于石油裂解,、加氫裂解,、異構(gòu)化、重整,、甲苯岐化等工業(yè)中,。高硅系列沸石分子篩以ZSM-5型為其代表，硅鋁比高,，有良好的熱穩(wěn)定性和抗酸性,，又因其具有高密度骨架結(jié)構(gòu)、直筒式孔道系統(tǒng),，催化反應(yīng)過程中不易結(jié)碳和失去活性,。已用于甲醇制汽油、烴類異構(gòu)化,，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大,。全硅型分子篩除具有ZSM-5型分子篩類似的孔結(jié)構(gòu)外，其表面幾乎不含烴基,，有良好的疏水和親油性,，可用于水和有機(jī)相的分離，尤其是從水相中吸附痕量有機(jī)物,，防止污染和凈化方面具有特效,。最近研究表明,，沸石分子篩還具有耐酸、耐高溫,、耐輻射等性能,。這些物化性能賦予了沸石分子篩獨(dú)特的功能。
沸石對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力主要取決于有機(jī)分子的極性和大小,，含有極性基團(tuán)的有機(jī)物分子能與沸石分子篩表面發(fā)生強(qiáng)吸附作用,。利用這個(gè)原理，我們可以對(duì)垃圾廢水,、養(yǎng)殖廢水,、含苯胺廢水、屠宰廢水,、造紙廢水,、印染廢水的脫色、微量苯酚和苯的去除以及從水中去除放射性物質(zhì)和從固體中去除放射性物質(zhì)和工業(yè)及生活廢水中去除氨氮,、砷,、磷、鋁以及處理含重金屬（鉛,、鎳,、鋅、鎘,、銅,、鐵、錳,、汞）等,，如造紙廢水排放的高濃度廢水，可使 CODCR 由 2800~3500mg/l降至450~960mg/l,。苯胺是染料,、農(nóng)藥和醫(yī)藥生產(chǎn)中的重要中間體，但是,，苯胺是一種難以生物降解的有毒物質(zhì),，毒性很大，通過皮膚和吸入蒸汽被人體很快吸收,，會(huì)產(chǎn)生紫斑癥,，用沸石分子篩吸附苯胺最大吸附量可達(dá)10mg/g，吸附率達(dá)93%,。天然水中的氨氮主要來源于蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生，或因附近污染源造成氨氮,、亞硝酸氮,、硝酸氮在一定條件下相互轉(zhuǎn)化而形成,，對(duì)人體有一定的危害，氨氮進(jìn)入人體而合成亞硝基化合物,，誘發(fā)癌癥,。因此必須采取去除氨氮的措施，以改善飲用水的質(zhì)量,。除此還有工礦工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活廢水也去除氨氮應(yīng)用有了更大的可能,。
從化工、輕工等行業(yè)排放的碳?xì)浠衔�,、一氧化碳,、硫化氫等是污染大氣的主要有害氣體，沸石分子篩對(duì)這些氣體有良好的吸附,、凈化功能,，特別是在低溫范圍內(nèi)具有其他吸附劑所不具備的吸附能力，利用沸石分子篩的吸附性能及耐酸,、耐高溫特性,，可吸附工廠廢氣中的SO 2，吸附量可達(dá)100~120mg/g,，去除率可達(dá)90%以上,。合成氨廢氣中回收氨以及回收CO、NO 等氮氧化合物用于汽車尾氣處理劑時(shí),，可吸附其中的有害氣體,，減輕環(huán)境污染。沸石分子篩對(duì)硫氧,、氮氧,、硫化氫和氨有很好的吸附作用，而廣泛應(yīng)用于除臭吸附劑,。NH 3和H2S是冰箱內(nèi)的主要異味氣體,，沸石分子篩可使NH3和H 2S去除率達(dá)到90%。
石油的催化裂化無疑是石油工業(yè)中最重要的發(fā)展之一,，沸石分子篩用于催化裂解工藝大幅度提高了裂化劑的選擇性,，沸石分子篩無毒、無害的特性以及獨(dú)特的擇形吸附催化性能適應(yīng)環(huán)境發(fā)展趨勢(shì),，已在石油,、化學(xué)、化工生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用,。
世界沸石分子篩產(chǎn)量已超過800萬噸,，除了用于吸附催化外，其余用量最大的是洗滌用分子篩,，已代替含磷的三聚磷酸鈉,，而且成本降低不少,。我國自1964年開始生產(chǎn)各種類型分子篩，已有50多年歷史,。這期間相繼開發(fā)研制了多種沸石分子篩,，其中高嶺土是近年內(nèi)開發(fā)出來的，因其原料豐富,、制作成本低,、產(chǎn)品質(zhì)量好，已越來越受到廣泛應(yīng)用,。作為陶瓷行業(yè)生產(chǎn)高嶺土沸石分子篩更具優(yōu)勢(shì),，而且還可以和蜂窩陶瓷相結(jié)合，其應(yīng)用更加廣泛,。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,，用高嶺土生產(chǎn)沸石分子篩工藝也在日益發(fā)展，如何優(yōu)化制造出有實(shí)用價(jià)值的沸石分子篩,，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,，這也許對(duì)我們陶瓷行業(yè)面臨選擇的問題，也是這一領(lǐng)域中富有挑戰(zhàn)性的課題,。
