沸石的吸附性质

一切固体物质表面的原子或分子和固体内部的原子或分子所处的状态是不同的。在固体内部原子或分子所受的吸引力是对称的，它均匀地分布在周围的原子或分子上，处在力场饱和的平衡状态；而表面的原子或分子所受的力则是不对称的，也就是说固体表面有过剩的表面自由能，即表面有吸附力场存在，这种吸附力称为 色散力，是固体表面对气体或液体具有吸附作用的原因。当气体或液体进入吸附力 场作用范围时，就会被吸附，从而降低固体表面的自由能。这种不饱和力场的作用范围，大约相当于分子直径的大小，也就是几埃左右。从上述情况可知，一切固体物质的表面都有吸附作用。实际上，只有多孔物质 或磨得很细的物质，由于具有很大的表面积，才有明显的吸附作用，被称为吸附剂。如活性炭、硅胶、活性氧化铝和沸石等。

超细沸石提高负载金属组分的分散性和负载量金属组分在沸石上的有效负载量和分散性是决定这类催化剂性能的主要因素。金属组分的负载量有一定限度,超过该限度值,金属组分将会以聚积体的形式覆盖在沸石表面上或堵塞孔口,从而降低催化剂的活性和选择性。超细沸石由于具有较大的外表面和更多的孔口,金属组分更易进入沸石的孔道,并提高其分散性和有效含量,从而能增加催化剂的活性,延长使用寿命。

结构沸石基本的结构单元是SiO4和AlO4四面体,相邻的四面体之间以氧桥键的方式共用氧原子。其中Si或Al位于四面体的中心,分别与氧键合,氧位于四面体各顶点。这种结合方式使其在三维方向上形成一个具有规整结构的无机聚合体。其中AlO4带一个负电荷,那么必然就有一个相反的电荷存在,以中和架电荷。因此沸石中存在很多骨架外阳离子,这实际上就是沸石能够作为催化剂的本质的原因。同时,其骨架也搭起了一个内部空旷、充满孔隙与相互联通的孔道与笼的结构,提供催化反应的场所以及传输的通道。