隨著天然與人工分子篩在化工行業的應用的推廣，以及各方面的生產要求的提高，促使分子篩的研究成為當今的熱門。作為初學者，本文主要圍繞Zeolite與分子篩的不同應用分別從二者的概念、特征、結構、性能、用途等幾個方面闡述分子篩與沸石的區別。

一、沸石與分子篩在概念特征上的區別

1932年，McBain提出了“分子篩”的概念。表示可以在分子水平上篩分物質的多孔材料。Zeolite只是分子篩的一種，因為沸石在分子篩中最具代表性，所以“沸石”和“分子篩”這兩個詞容易被初學者搞混。

人造沸石是：磺酸化聚苯乙烯；

天然沸石：鋁硅酸鈉。

沸石族礦物常見于噴出巖，特別是玄武巖的孔隙中，也見于沉積巖、變質巖及熱液礦床和某些近代溫泉沉積中。國投盛世公司旗下擁有兩個高品位沸石礦采礦權，年批準采礦量110萬噸，可擴展儲量15億噸，高品位沸石儲量占全國70%以上，位居全國第一。

Molecular sieve是結晶態的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成的分子尺寸大小（通常為0.3nm至2.0 nm）的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性。

然而隨著分子篩合成與應用研究的深入，研究者發現了磷鋁酸鹽類分子篩，并且分子篩的骨架元素（硅或鋁或磷）也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代，其孔道和空腔的大小也可達到2 nm以上，因此分子篩按骨架元素組成可分為硅鋁類分子篩、磷鋁類分子篩和骨架雜原子分子篩；

按孔道大小劃分，孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子篩分別稱為微孔、介孔和大孔分子篩。

由于具有較大的孔徑，成為較大尺寸分子反應的良好載體，但介孔材料的孔壁為非晶態，致使其水熱穩定性和熱穩定性尚不能滿足石油化工應用所需的苛刻條件。

由于含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態的水，水分子在加熱后連續地失去，但晶體骨架結構不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來，而把比孔道大的分子排斥在外，因而能把形狀直徑大小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱為分子篩。

目前分子篩在冶金，化工，電子，石油化工，天然氣等工業中廣泛使用。

二，沸石與分子篩在結構上的區別

Zeolite有很多種，已經發現的就有36種。它們的共同特點就是具有架狀結構，就是說在它們的晶體內，分子像搭架子似地連在一起，中間形成很多空腔。因為在這些空腔里還存在很多水分子，因此它們是含水礦物。這些水分在遇到高溫時會排出來，比如用火焰去燒時，?大多數沸石便會膨脹發泡，像是沸騰一般。

沸石的名字就是這么得來的。不同的沸石具有不同的形態，如方沸石和菱沸石一般為軸狀晶體，片沸石和輝沸石則呈板狀，絲光沸石又成了針狀或纖維狀等等。

各種沸石如果內部純凈的話，它們應該是無色或白色，但是如果內部混入了其他雜質，便會顯出各種淺淺的顏色來。

沸石還具有玻璃樣的光澤。我們知道沸石中的水分可以跑出來，但這并不會破壞沸?石內部的晶體結構。因此，它還可以再重新吸收水或其他液體。于是，這也成了人們利用沸石的一個特點。

我們可以用沸石來分離煉油時產生的一些物質，可以讓它使空氣變得干燥，可以讓它吸附某些污染物，凈化和干燥酒精等等。

沸石礦物有很廣的分布。特別多見于由火山碎屑形成的沉積巖石中，在土壤中也有發現。

Molecular sieve是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結構，它的孔穴直徑大小均勻，這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內部，并對極性分子和不飽和分子具有優先吸附能力，因而能把極性程度不同，飽和程度不同，分子大小不同及沸點不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱分子篩。由于分子篩具有吸附能力高，熱穩定性強等其它吸附劑所沒有的優點，使得分子篩獲得廣泛的應用。

三、沸石與分子篩的特征區別

分子篩為粉末狀晶體，有金屬光澤，硬度為3～5，相對密度為2～2.8。

天然沸石有顏色，合成沸石為白色，不溶于水，熱穩定性和耐酸性隨著SiO2/Al2O3組成比的增加而提高。

分子篩有很大的比表面積，達300～1000m2/g，內晶表面高度極化，為一類高效吸附劑，也是一類固體酸，表面有很高的酸濃度與酸強度，能引起正碳離子型的催化反應。當組成中的金屬離子與溶液中其他離子進行交換時，可調整孔徑，改變其吸附性質與催化性質，從而制得不同性能的分子篩催化劑。

沸石是沸石族礦物的總稱，是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦物。按沸石礦物特征分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種，按孔道體系特征分為一維、二維、三維體系。

任何沸石都由硅氧四面體和鋁氧四面體組成。四面體只能以頂點相連，即共用一個氧原子，而不能“邊”或“面”相連。鋁氧四面體本身不能相連，其間至少有一個硅氧四面體。而硅氧四面體可以直接相連。硅氧四面體中的硅，可被鋁原子置換而構成鋁氧四面體。但鋁原子是三價的，所以在鋁氧四面體中，有一個氧原子的電價沒有得到中和，而產生電荷不平衡，使整個鋁氧四面體帶負點。為了保持中性，必須有帶正電的離子來抵消，一般是由堿金屬和堿土金屬離子來補償，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。

由于沸石具有獨特的內部結構和結晶化學性質，因而使沸石擁有多種可供工農業利用的特性。世界上已發現的天然沸石一般為淺灰色，有時為肉紅色。拿在手上明顯感到比一般石頭輕，這是因為沸石內部充滿了細微的孔穴和通道，比蜂房要復雜得多。

假如把沸石比作旅館，那么1立方微米的這種“超級旅館”內竟有100萬個“房間”！的這些房間能根據“旅客”（分子和離子）的性別、高矮、胖瘦、嗜好的不同自動開門或擋駕，絕對不會讓“胖子”到“瘦子”的房間去，也不會使高個子與矮個子同住一室。根據沸石的這一特性，人們用它來篩選分子，獲得很好的效果。這對在工業廢液中回收銅、鉛、鎘、鎳、鉬等金屬微粒具有特別重要的意義。

沸石具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，因此被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，也可用于氣體的干燥、凈化和污水處理等方面。沸石還具有“營養”價值。在飼料中添加5%的沸石粉，能使禽畜生長加快，體壯肉鮮，產蛋率高。 由于沸石的多孔性硅酸鹽性質，小孔中存有一定量的空氣，常被用于防暴沸。在加熱時，小孔內的空氣逸出，起到了氣化核的作用，小氣泡很容易在其邊角上形成。

四、沸石與分子篩的用途

1.沸石的用途

吸附劑和干燥劑?催化劑?洗滌劑

其他用途：（污水處理、土壤改良劑、飼料添加劑）?天然沸石是一種新興材料，被廣泛應用于工業、農業、國防等部門，并且它的用途還在不斷地開拓。沸石被用作離子交換劑、吸附分離劑、干燥劑、催化劑、水泥混合材料。在石油、化學工業中，用作石油煉制的催化裂化、氫化裂化和石油的化學異構化、重整、烷基化、歧化；氣、液凈化、分離和儲存劑；硬水軟化、海水淡化劑；特殊干燥劑（干燥空氣、氮、烴類等）。在輕工行業用于造紙、合成橡膠、塑料、樹脂、涂料充填劑和素質顏色等。在國防、空間技術、超真空技術、開發能源、電子工業等方面，用作吸附分離劑和干燥劑。在建材工業中，用作水泥水硬性活性摻和料，燒制人工輕骨料，制作輕質高強度板材和磚。在農業上用作土壤改良劑，能起保肥、保水、防止病蟲害的作用。在禽畜業中，作飼料（豬、雞）的添加劑和除臭劑等，可促進牲口成長，提高小雞成活率。在環境保護方面，用來處理廢氣、廢水，從廢水廢液中脫除或回收金屬離子，脫除廢水中放射性污染物。?在醫學上沸石用于血液、尿中氮量的測定。沸石還被開發成為保健用品，用于抗衰老，去除體內積累的重金屬。在生產中沸石常用于砂糖的精制。?新型墻材（加氣混凝土砌塊）原料?隨著實心粘土磚逐步

退出舞臺，新型墻材料應用比例目前已達到80%墻體材料生產企業以粉煤灰、陶粒、爐渣、輕質工業廢渣、重質建筑垃圾、沸石等為主料，積極開發新型墻體材料。

分子篩最常用的有：

（一）、3A分子篩

化學式：2/3K2O1/3Na2OAl2O32SiO29/2H2O

再生：

1、脫除水分：視再生氣的壓力、溫度、含水量而定。一般情況下，200～350℃干燥氣體在0.3～0.5Kg/平方厘米壓力下，通過分子篩床層3～4小時，使出口溫度到110～180℃，冷卻。

2、脫有機物：用水蒸氣代替有機物，然后脫除水份。 儲存：

室溫，相對濕度不大于90%的室內：避免水、酸、堿、隔絕空氣，密閉保存。

包裝：

30Kg密封鋼桶、150Kg密封鋼桶，130Kg密封鋼桶（條狀）。

（二）、4A分子篩

化學式：Na2OAl2O32SiO29/2H2O?硅鋁比：SiO2/ Al2O3≈2

有效孔徑：約4?

應用：主要用于天然氣以及各種化工氣體和液體、冷凍劑、藥品、電子材料及易變物質的干燥，氬氣純化，甲烷、乙烷、丙烷的分離。?主要技術指標：

（三）、5A分子篩

化學式：3/4CaO1/4Na2OAl2O32 SiO29/2H2O?硅鋁比：SiO2/ Al2O3≈2?有效孔徑：約5?

應用：主要用于正異構烷烴的分離，氧氮分離，化工、石油天然氣、氨分解氣體和其他工業氣體及液體的干燥和精制。

主要技術指標：

包裝：

30Kg密封鋼桶 、150Kg密封鋼桶，130Kg密封鋼桶（條狀）。

（四）、10X?分子篩

化學式：4/5CaO1/5Na2OAl2O3（2.8±0.2) SiO2（6-7)H2O?硅鋁比：SiO2/ Al2O3≈2.6-3.0?有效孔徑：約9?

應用：主要用于吸附分離芳烴及石蠟精制。?主要技術指標：

2、脫有機物：用水蒸氣代替有機物，然后脫除水份。 儲存：

室溫，相對濕度不大于90%的室內：避免水、酸、堿、隔絕空氣，密閉保存。 包裝：

30Kg密封鋼桶、150Kg密封鋼桶。 （五）、13X分子篩

化學式：Na2OAl2O3（2.8±0.2）SiO2（6-7）H2O?硅鋁比：SiO2/AL2O3≈2.6-3.0?有效孔徑：約10?

應用：主要用于氣體的干燥與凈化，空分裝置原料氣的凈化（同時去除H2O和CO2），液態碳氫化合物和天然氣的脫硫（去除硫化氫和硫醇），催化劑載體。

主要技術指標：

（六）、13XAPG分子篩

應用：主要用于大中型空分裝置原料的凈化（同時去除H2O和CO2）及部份碳氫化合物，天然氣、液化石油氣、液態烴的干燥和脫硫；常用氣體干燥。

沸石與分子篩的主要區別：

主要區別是在他們的用途上，沸石一般是天然的，孔徑大小不一，只要有空泡就可以防止爆沸。而分子篩的功能要高級的多，比如篩選分子、做催化劑、緩釋催化劑等，因而對孔徑有一定的要求，經常是人工合成的。