分子篩是一種具有篩選分子作用的人工合成水合硅鋁酸鹽或天然沸石。它的化學(xué)通式為 (M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，其中 M′ 和 M 分別代表一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子，如 K+、Na+、Ca2+、Ba2+ 等。分子篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴，能夠根據(jù)分子的大小和形狀進(jìn)行篩選和分離。

分子篩的主要特性包括：

吸附性能：分子篩能吸附氣體或液體中的分子，特別是那些具有極性或易極化的分子。
離子交換性能：分子篩骨架外的補(bǔ)償陽(yáng)離子可以進(jìn)行離子交換，改變沸石分子篩的性能。
催化性能：由于其特的規(guī)整晶體結(jié)構(gòu)，分子篩可以用作催化劑或催化劑載體，對(duì)催化反應(yīng)起著選擇性作用。
分子篩在多個(gè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，包括石油化工、環(huán)保、生物工程、食品工業(yè)、醫(yī)藥化工等。它的應(yīng)用前景隨著各行業(yè)的發(fā)展而日益廣闊。

分子篩的結(jié)構(gòu)由硅、鋁、氧及其它一些金屬陽(yáng)離子構(gòu)成，具有均勻微孔。這些孔徑大小與一般分子相當(dāng)，因此能夠根據(jù)孔徑大小來(lái)篩選不同流體分子。沸石分子篩的孔徑均勻，只有當(dāng)分子動(dòng)力學(xué)直徑小于沸石分子篩孔徑時(shí)，分子才能被吸附。此外，沸石分子篩晶穴內(nèi)具有較強(qiáng)的極性，能與含極性基團(tuán)的分子發(fā)生強(qiáng)吸附作用。

在應(yīng)用方面，3A分子篩主要用于石油裂解氣、煉廠氣、油田氣及烯烴等的干燥，例如乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥，以及酒精和各種溶劑的脫水。此外，它還用于異丙醇脫水，能直接得到高濃度的異丙醇，且再生效果好，操作簡(jiǎn)單。3A分子篩也對(duì)乙酸乙酯溶液中微量水分有較強(qiáng)的吸附效果，可以直接獲得高純的乙酸乙酯，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，能耗較低 3 。

在制備方面，3A分子篩的制法包括熱合成法、以高嶺土直接制備的方法、快速合成納米3A分子篩的方法，以及包括一次交換和二次交換的方法。這些方法涉及到不同的化學(xué)物質(zhì)和反應(yīng)條件，用于合成具有所需特性的3A分子篩 3 。

5A分子篩是一種具有特定孔徑大小的分子篩，其有效孔徑約為5?（1?=0.1納米）。這種分子篩的主要成分是鈣分子篩，其化學(xué)式為3/4CaO·1/4Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O，硅鋁比約為2。5A分子篩能夠吸附小于其孔徑的任何分子，這使得它在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用 。

5A分子篩的性質(zhì)包括多微孔結(jié)構(gòu)的白色粉末形態(tài)，、無(wú)臭，不燃燒、不爆炸，且溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，但不溶于水和有機(jī)溶劑。它具有高吸附能力和按分子大小選擇吸附的特點(diǎn)，同時(shí)還具有離子交換能力和催化活性。在較高溫度下仍保持良好的吸附能力，并對(duì)水有的親和力 。

5A分子篩的性質(zhì)包括多微孔結(jié)構(gòu)的白色粉末形態(tài)，、無(wú)臭，不燃燒、不爆炸，且溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，但不溶于水和有機(jī)溶劑。它具有高吸附能力和按分子大小選擇吸附的特點(diǎn)，同時(shí)還具有離子交換能力和催化活性。在較高溫度下仍保持良好的吸附能力，并對(duì)水有的親和力 2 。

5A分子篩的主要用途包括：

天然氣干燥、脫硫、脫二氧化碳。
氮氧分離、氮?dú)浞蛛x，制取氧、氮和氫。
石油脫蠟、從支烴、環(huán)烴中分離正構(gòu)烴。
用于正、異構(gòu)烷烴的分離，氣體和液體的深度干燥和凈化。
可用作以蒸汽為脫附劑的脫蠟技術(shù)中的吸附劑 1 2 。
在藥物傳遞系統(tǒng)中，5A分子篩的孔徑和吸附能力使其能夠用于控制藥物的釋放，通過(guò)吸附和釋放特定大小的分子來(lái)實(shí)現(xiàn)藥物的釋放 3 。

分子篩在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在氣體凈化和廢水處理上，以下是一些詳細(xì)的應(yīng)用實(shí)例：

去除工業(yè)排放氣體中的有害成分：
脫硫：分子篩可以去除工業(yè)排放氣體中的二氧化硫（SO2），減少酸雨的形成。例如，某些特定的分子篩能夠選擇性地吸附SO2，然后在較低的溫度下釋放，從而實(shí)現(xiàn)SO2的去除和回收。
脫氮：類似地，分子篩也可用于去除氮氧化物（NOx），這些氣體是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨的主要成分。分子篩通過(guò)選擇性吸附將這些氣體從排放氣體中去除。
揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的去除：
分子篩對(duì)VOCs具有很強(qiáng)的吸附能力，這些化合物常見于油漆、溶劑和其他工業(yè)產(chǎn)品中。分子篩可以用于工業(yè)排放氣體的凈化，減少這些有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人體健康的影響。

分子篩在廢水處理領(lǐng)域的新應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面：

砷的去除：新型鐵負(fù)載ZSM-5分子篩被用于去除廢水中的砷。這種方法通過(guò)非均相成核吸附砷，可以在室溫下將砷濃度從100 mg/L降至0.006 mg/L，吸附量達(dá)到40.00 mg/g，吸附效率達(dá)到99.99%。這種吸附劑表現(xiàn)出良好的重復(fù)使用性和穩(wěn)定性，為飲用水和工業(yè)廢水中砷的去除提供了重要思路 。
工業(yè)廢水處理：地質(zhì)聚合物基分子篩被用于處理工業(yè)廢水。這些分子篩由富含硅鋁元素的工業(yè)廢渣制備，具有優(yōu)良的吸附性、耐酸堿腐蝕性和機(jī)械性能。它們被用作吸附劑處理工業(yè)廢水，實(shí)現(xiàn)資源化利用和“以廢治廢”的目的 。
高氨氮廢水的處理：新型分子篩被開發(fā)用于處理高氨氮廢水。這些分子篩對(duì)氨氮具有高選擇性，能夠快速吸附并有效去除氨氮。這種方法不僅提高了處理效率，還降低了處理成本 。