沸石分子筛吸附原理及特点
一、沸石简述
沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿石。通常自然界存在的结晶型硅铝酸盐称为沸石，人工合成的称为分子筛。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。本文简单为大家介绍沸石分子筛吸附原理及特点。
二、沸石分子筛吸附原理
沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”，当流体流过时，流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面，在表面产生分子浓聚，使流体中的这种分子数目减少，达到分离、清除的目的。由于吸附不发生化学变化，只要设法将浓聚在表面的分子赶跑，沸石分子筛就又具有吸附能力，这一过程是吸附的逆过程，叫解析或再生。由于沸石分子筛孔径均匀，只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附，所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样，根据分子的大小来决定是否被吸附。由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性，能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用，或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。
三、沸石分子筛特点
沸石分子筛吸附是利用物理吸附，将vocs吸附到分子筛内部，再通过升高温度使得vocs逸出，完成吸附和脱附的全过程。沸石分子筛的吸附主要是选择形吸附，利用吸附质的分子形状和大小，以及分子极性和不饱和度来进行选择吸。
1.选择性吸附
选择吸附通过对二氧化硅和氧化铝极有规律的连接，形成的沸石分子筛的微孔具有均匀性，使得其吸附具有选择性。虽然沸石分子筛没有活性炭或硅胶、树脂的吸附物质的种类广泛，但是目标污染物的吸附效率大大提高。
2.沸石分子筛特性
种类繁多沸石分子筛通过硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成的分子尺寸大小（通常为0.3nm至2.0 nm）的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性。氧环通过氧桥连结，形成具有三维空间的多面体，多面体有中空的笼，笼状结构是分子筛的骨架结构。不同结构的笼再通过氧桥相互联结形成各种不同结构的分子筛。如a型、zsm-5等。
3.调节吸附能力
分子筛性能可优化改变二氧化硅和氧化铝的比例，可以调节分子筛的吸附能力。高硅沸石分子筛显著改变其疏水性，同时也改变了其耐温性。实现了对vocs工况的适应性扩展。减小高湿环境以及环境温度变化对吸附浓缩效果的影响。
在沸石晶体的构造中存在离子（钠、钾、钙等），通过阳离子的交换，可以改变孔径，从而实现更高效的吸附目标污染物。
4.安全性
安全性还有就是沸石材料本身是不燃物质，在应用的安全性上更有保障。
四、沸石转轮应用的常见组合工艺
针对沸石转轮的应用，常见的组合工艺有沸石转轮+燃烧系统（to/rto/co/rco)，沸石转轮+活性炭固定床吸附+冷凝、沸石转轮+冷凝等。
尽管目前沸石转轮系统已经称为的高效的吸附浓缩技术，也不得不承认其本身具备一定的局限性。比如废气的组分复杂，很多工况难以明细其废气的真实浓度、组分或其浓度、组分具有变化性，沸石的应变能力就捉襟见肘。
没有的设备或工艺，适合的才是。针对大风量、低浓度，连续工况，常规vocs，转轮的吸附浓缩是较佳的工艺选择。随着沸石分子筛、活性炭纤维、树脂等吸附材料的研究与发展，未来市场的vocs治理工艺更加繁多，优化出合适工况的组合工艺，从投资和运行以及安全综合解决末端vocs治理问题。
关键词：吸附剂 催化剂 活性炭 沸石转轮 活性炭纤维
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二、沸石分子筛吸附原理
沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”，当流体流过时，流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面，在表面产生分子浓聚，使流体中的这种分子数目减少，达到分离、清除的目的。由于吸附不发生化学变化，只要设法将浓聚在表面的分子赶跑，沸石分子筛就又具有吸附能力，这一过程是吸附的逆过程，叫解析或再生。由于沸石分子筛孔径均匀，只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附，所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样，根据分子的大小来决定是否被吸附。由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性，能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用，或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。
三、沸石分子筛特点
沸石分子筛吸附是利用物理吸附，将vocs吸附到分子筛内部，再通过升高温度使得vocs逸出，完成吸附和脱附的全过程。沸石分子筛的吸附主要是选择形吸附，利用吸附质的分子形状和大小，以及分子极性和不饱和度来进行选择吸。
1.选择性吸附
选择吸附通过对二氧化硅和氧化铝极有规律的连接，形成的沸石分子筛的微孔具有均匀性，使得其吸附具有选择性。虽然沸石分子筛没有活性炭或硅胶、树脂的吸附物质的种类广泛，但是目标污染物的吸附效率大大提高。
2.沸石分子筛特性
种类繁多沸石分子筛通过硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成的分子尺寸大小（通常为0.3nm至2.0 nm）的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性。氧环通过氧桥连结，形成具有三维空间的多面体，多面体有中空的笼，笼状结构是分子筛的骨架结构。不同结构的笼再通过氧桥相互联结形成各种不同结构的分子筛。如a型、zsm-5等。
3.调节吸附能力
分子筛性能可优化改变二氧化硅和氧化铝的比例，可以调节分子筛的吸附能力。高硅沸石分子筛显著改变其疏水性，同时也改变了其耐温性。实现了对vocs工况的适应性扩展。减小高湿环境以及环境温度变化对吸附浓缩效果的影响。
在沸石晶体的构造中存在离子（钠、钾、钙等），通过阳离子的交换，可以改变孔径，从而实现更高效的吸附目标污染物。
4.安全性
安全性还有就是沸石材料本身是不燃物质，在应用的安全性上更有保障。
四、沸石转轮应用的常见组合工艺
针对沸石转轮的应用，常见的组合工艺有沸石转轮+燃烧系统（to/rto/co/rco)，沸石转轮+活性炭固定床吸附+冷凝、沸石转轮+冷凝等。
尽管目前沸石转轮系统已经称为的高效的吸附浓缩技术，也不得不承认其本身具备一定的局限性。比如废气的组分复杂，很多工况难以明细其废气的真实浓度、组分或其浓度、组分具有变化性，沸石的应变能力就捉襟见肘。
没有的设备或工艺，适合的才是。针对大风量、低浓度，连续工况，常规vocs，转轮的吸附浓缩是较佳的工艺选择。随着沸石分子筛、活性炭纤维、树脂等吸附材料的研究与发展，未来市场的vocs治理工艺更加繁多，优化出合适工况的组合工艺，从投资和运行以及安全综合解决末端vocs治理问题。
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