千万个为什么28.分子筛为什么能筛选出不同的分子

千万个为什么分子筛为什么能筛选出不同的分子

在建筑工地上，工人用铁丝网筛分选沙，使小粒通过，大粒留下；在面粉厂，振动的细孔筛可以把细粉漏下，粗粒留在筛上。既然可以用孔径粗细相同的筛把直径不同的物质粉粒筛分开来，那么能不能根据同样道理制成分子筛，把大小不同的分子彼此筛分开呢？答案是肯定的。

早在200多年前，克龙斯泰特就发现，有一类天然佛石，具有多孔的骨架结构，其中有许许多多孔径大小均匀的通道和排列整齐、内表面面积很大的空穴，这就是天然水合硅铝酸盐晶体。这些晶体只能让直径比空穴孔径小的分子进入，把直径比空穴孔径大的分子阻挡在外面，从而象筛子一样起到分离筛选分子的作用。这种能够把大小不同分子筛分开的晶体就叫分子筛。现在，除各种天然沸石分子筛之外，人工合成分子筛已经 璃村有180多个品种，广泛用于分离蛋白质、多糖和高分子合成等。由于分子筛可以吸附某些特定大小的分子，因此还用来干燥气体、液体和做化学反应的催化剂等。 物质以分子筛为催化活性组分的催化剂，叫 力白分子筛催化剂。早在1951年就发现天然沸石 阻分子筛具有加速有机反应的催化作用，60年 质代初又发现分子筛对烃裂化、醇脱水和石蜡加氢异构反应的催化作用。由于分子筛晶体 甚具有良好的耐热和耐水稳定性，它比以前采 动过 用的无定形硅铝催化剂容易再生；分子筛的微孔与分子大小相近似，只能允许比它孔径 步小的分子自由进出，某种孔径的分子筛就具 经山有很强的选择催化作用，使进入分子筛内晶孔道——催化活性中心的分子才起反应，生成的产物分子比内晶孔道小的才能从分子筛里迅速扩散出来。因此，分子筛催化对反应物和产物都有很强的选择性，例如，在ZSM—5型分子筛上进行的二甲苯异构化反应，由于对二甲苯从分子筛中扩散出来比邻位和间位异构体容易得多，因此，最终产物中对二甲苯产率远远高于普通热力学平衡值。

分子筛中具有可交换的阳离子，可以引入不同种类、不同性质和价态的阳离子，以改变其性能，使其具有特定的催化能力。用稀土金属离子交换后的分子筛即稀土分子筛，是目前工业上一类优良的催化剂。