文档介绍：主要的天然沸石及其物理性质
现已发现天然沸石40多种，人工合成的多达一二百种
2、发展史
1756年发现第一个天然沸石－辉沸石
20世纪50年代，沸石的人工合成工业化
干燥剂（产品含水可脱到 1-10 ppm）
净化剂（天然气、裂解气脱H2S、CO2比硅胶净化度提高10-20倍）
烃类分离（异构烷中分离正构烷、混合二甲苯中分离对二甲苯 ）
20世纪60年代，第一代分子筛催化剂
A型、X型、Y型、M型
分子筛属于固体酸催化剂，在炼油工业和石油化工中有着广泛应用，如催化裂化、加氢裂化、催化重整、芳烃及烷烃异构化、烷基化过程、歧化过程等
20世纪70年代，第二代分子筛催化剂
以ZSM-5为代表的高硅、三维交叉直孔道的新结构分子筛
催化剂具有更高的活性及选择性，不易结炭，稳定性良好
20世纪80年代，第三代分子筛催化剂
磷酸铝（AlPO4）系分子筛（非Si，P、Al骨架分子筛）
钛硅（TS）分子筛（Ti 原子同晶取代骨架中的Al）
20世纪90年代，中（介）孔分子筛
M41s（MCM-41、MCM-22等）介孔分子筛
HMS介孔分子筛
SBA介孔分子筛
……
微孔分子筛
Me x/n [ (AlO2) x (SiO2) y ] m H2O
Me — 金属阳离子（人工合成分子筛一般为 Na+）
n — 金属阳离子价态
x — Al 原子的数目
y — Si 原子的数目
m — 水分子数目
硅铝比：Si / Al 或 SiO2 / Al2O3 的摩尔比
3、化学组成
由于 Al3+ 三价、AlO4 四面体有过剩负电荷，金属阳离子（Na+ 、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+）的存在使其保持电中性
1 2 5
低硅 中硅 高硅分子筛
Si / Al 影响分子筛的
亲油、亲水性能：高硅亲油（对有机分子吸附性强），低硅亲水性
耐酸性、热稳定性 ：Si / Al 耐酸性、热稳定性
几种常见的分子筛
各种沸石分子筛的区别：
化学组成和结构上不同
化学组成上最主要的差别就是硅铝比不同
型号
典型化学组成
Si/Al
孔径（nm）
3A
K64Na32 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O
1
4A
Na96 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O
1
5A
Ca34Na28 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O
1
13X
Na86 [ (AlO2)86(SiO2)106 ] 264H2O
1-
-
10X
Ca35Na16 [ (AlO2)86(SiO2)106 ] 264H2O
1-
-
Y
Na56 [ (AlO2)56(SiO2)136 ] 264H2O
-3
-
M
Na8 [ (AlO2)8(SiO2)40 ] 24H2O
5
-
ZSM-5
Na3 [ (AlO2)3(SiO2)93 ] 16H2O
>30
-
4、命名
研究者发现时所用符号
A型、X型、Y型、M型、ZSM-5型等
离子交换：在原型号前冠以所交换的离子元素
NaA、CaA、HY、NH4Y 等（化学组成标明交换度）
在原型号前冠以分子筛孔径大小
4A Na96[ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216 H2O 孔径 4 Å NaA
5A 70% Na+ 被 Ca2+交换 孔径 5 Å CaA
3A 70% Na+ 被 K+ 交换 孔径 3 Å KA
相应天然沸石矿物名称
M型 —— 丝光沸石型分子筛
X型、Y型 —— 八面沸石型分子筛
Si、Al 被其它原子取代：前加取代原子元素符号和连字符
P-L型 —— P原子同晶取代 L型分子筛中的部分Si
二、分子筛的结构构型
基本结构单元是硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4）
硅（铝）氧四面体通过氧桥连接成环
环通过氧桥连接成三维空间的多面体（笼）
笼通过氧桥连接成分子筛
四面体
环
笼
分子筛
硅（铝）氧三维骨架结构具有大量的孔隙（晶穴、晶孔、孔