y型沸石催化劑稀土離子交換

① 您好，我們是做二次加氫C9芳烴的，以前我們一直都是往調和汽柴油的企業出貨，可是現在做優勢不大

二甲苯（PX）是石化行業的有機材料之一，具有廣泛的用途中的化學纖維，合成樹脂，農葯，醫葯，塑料，和許多化學生產。在近年來，隨著容量的對苯二酸（PTA），示出的價格高需求的情況，對二甲苯的迅速增加。據預測，全球PX市場在未來數年的2001至2008年，每年的增長速度為4.5％，消費量較上年同期的增長速度為6.5％。然而，不同地區的增長速度差異較大。亞洲PTA產業發展迅速，區域PX供應緊張，將是全球PX增長，在未來五年的重點領域。此外，中東，新的計劃，在未來五年繼續PX增長也比較快。
隨著中國經濟的快速發展，最重要的基本有機化工原料對二甲苯，其需求已在過去5年的強勁增長。下游產品（主要是PTA產業）的快速發展，PX市場需求在未來幾年將呈現快速上升趨勢，預計到要求的年消費增長率為22.4％，平均每年增長24.9％，與。預計到2010年，PTA裝置PX消費量將達到54-61Mt，工廠的產能建設遠遠落後於需求的增長，中國的PX需求和生產之間的差距將進一步擴大。
對二甲苯的生產方法是通過一個多級低溫結晶分離或分子篩模擬移動床吸附分離技術（簡稱為吸附分離）從石腦油催化重整熱力學平衡混合二甲苯（C8A）產生將二甲苯分離與其同分異構體混合物接近沸點。如果在鄰位和間二甲苯和乙苯的處理，往往採取混合二甲苯異構化技術（簡稱異構化），因此異構化，對二甲苯。甲苯歧化和烷基轉移技術，以充分利用廉價的工業甲苯和碳九芳烴/ C10芳烴（C9A/C10A）轉化成混合二甲苯和苯。芳烴裝置，這種技術產生的超過50％的混合二甲苯，該技術是工業產率的p-二甲苯的主要手段。甲苯選擇性歧化，二甲苯的生產是一種新的方式。過程中的催化劑的性能的不斷提高，近年來，已取得了長足的進步。的乙烯產能的不斷提高，甲苯總量將呈現上升趨勢，因此，具有良好的市場前景。
本文回顧了這兩個產量二甲苯在最近幾年的技術路線圖的進展，並提出了在該領域的技術發展趨勢。
1甲苯歧化和烷基轉移技術
1.1典型的生產過程
傳統的甲苯歧化生產過程在20世紀60年代末由美國UOP日本東麗公司共同開發的氫的存在固定床Tatoray過程。上海石油化工研究院（SRIPT）超過30年的技術發展，S-TDT工藝的研究和開發於1997年完成，實現產業化。 Tatoray過程相比，S-TDT工藝允許重芳烴原料含有C10，HAT甲苯歧化催化劑具有國際先進水平，能耗低的設備和材料的消耗，使這一進程具有良好的技術經濟指標。
S-TDT甲苯歧化簡要的處理流程：含有甲苯和含有C10重芳烴C9A原料和循環氫氣混合後，由加熱爐加熱到所需的反應溫度的反應器的熱交換器的進口和出口，成固定床絕熱反應器中，在催化劑的作用，將反應的苯和混合二甲苯。反應流出物通過反應器的進口和出口的熱交換器後，然後在冷卻後，流入高壓分離槽，將分離的芳族烴類液體進入下游的分餾裝置。孤立從氣體中的流出的哪部分，大多數氣體和補充氫氣混入通過加壓循環氫氣的循環氫壓縮機。
1.2甲苯歧化與烷基轉移技術R＆D的進展
1.2.1 TA甲苯歧化催化劑，並Tatoray
美國UOP公司聯合開發的日本東麗公司Tatoray甲苯歧化和轉讓技術的產業化技術自1969年以來，在技術，該技術採用固定床臨氫相反應，操作穩定，運行周期長，先進的技術和經濟指標，全球有50多台（套）設備使用的技術，產業化的主要技術領域。 20世紀90年代TA-4的工藝催化劑，自1997年以來TA-5催化劑的工業應用。目前，國外Tatoray的過程中主要使用的TA-4和TA-5催化劑。
UOP公司最新的研究和發展新一代的金屬加氫TA-20催化劑。具有金屬加氫裂化功能，提高處理能力的催化劑的重芳烴，可以加工到甲苯中，以30％的混合飼料的質量分數，允許含有質量分數為1％的烷烴的原料。相對於原來的TA-4，TA-5催化劑，TA-20催化劑的長周期的穩定性也得到改善。
1.2.2 HAT系列甲苯歧化催化劑和S-TDT技術
擴能改造，以滿足芳烴聯合裝置的需求並沒有被改變，在反應器中和壓縮機SRIPT研究開發的HAT系列甲苯歧化與烷基轉移催化劑，HAT-095，HAT-096，從1996年HAT-097催化劑成功應用於國內規模1.3-12.3萬噸/年的甲苯歧化裝置的核心技術，HAT催化劑的S-
TDT甲苯歧化完整的技術和催化劑已出口到伊朗。表1列出了HAT催化劑產業化的主要性能指標。正如可以從表1看出，HAT-097催化劑從HAT-095的催化劑，該催化劑的處理能力被大大增加，氫對烴的比例越來越低，現有的裝置中的壓縮機的條件不改變，只更換催化劑將是能夠實現的目的的擴張。反應進料在相同的時間允許C10A越來越高的水平，重芳烴，歧化單元可以處理，並更有效地提高苯和混合二甲苯的產率，並提高經濟效率的裝置。
HAT催化劑芳烴處理能力，大大增加了與國外同類工業催化劑相比，工業運行結果表明，其綜合性能達到國際先進水平。 HAT-099催化劑已完成開發C10A反應，作為第一3種原料，允許C9A原料C10A高達25％-30％的質量分數。 HAT-099催化劑的研製成功，將有效地提高重芳烴，這是一個大幅增加混合二甲苯，二甲苯目的，以提高生產的利用率。

在最近幾年，甲苯歧化裝置能夠處理高濃度C9A原料生產更多的C8A對二甲苯產能擴張的需求。 MXT-01催化劑SRIPT大孔β沸石催化的甲苯和C9A歧化和烷基轉移反應，開發的實驗結果表明，高達70％的條件下，反應進料C9A高空間速度，低氫烴比的質量分數的總摩爾轉化率達到46％以上，C8A芳烴和苯的摩爾比為3.7或更大。用HAT MXT-01催化劑具有高混合二甲苯產率，試驗現在完全歧化的工業側線的生產單元的絲光沸石催化劑，比較。
1.2.3 MTDP-3甲苯歧化和烷基轉移技術
MTDP-3甲苯歧化與烷基轉移技術美孚公司開發的處理量C9A技術。該技術是使用ZSM-5沸石，反應進料的C9A質量分數小於25％。允許低氫烴摩爾比（小於或等於3）的條件下操作的技術的競爭優勢。
MTDP-3技術的美孚公司和台灣的中國石油天然氣集團公司（CPC）的基礎上，共同開發TransPlus的過程中，為了提高的處理的C9A部分C10A原料的能力，並於1997年在中國台灣林園的第一個石化廠的產業化。這種技術採用催化劑A優選重芳烴的的輕質功能，從而使得有可能處理的原料中含有一定量的C10A和C9A。據稱，C9原料允許C10A質量分數可達25％以上，C9A反應混合材料的質量分數可以達到40％以上，但目前還沒有工業化的數據報告。典型的操作條件：反應溫度385-500℃，反應壓力為2.1-2.8MPa，芳烴WHSV 2.5-3.6H -1，氫與烴的摩爾比為不大於3，45％-50％的總的轉換率。
1.2.4其他工藝技術
阿科-IFP，二甲苯產率（二甲苯-PLUS）在1968年實現產業化，使用的稀土Y型分子篩，活性低，選擇性為28％，分別為。 -30％和92.5％，分別;由於使用的移動床反應器中，所述催化劑需要連續再生，和大的能量消耗。可以用作原料的甲苯和C9A。 C？的9A內容的原始材料只允許4台，到目前為止，世界上的工業化裝置。一個
Cosden T2BX法國在1985年實現產業化，更高的工作壓力（4.1MPa），轉換率分別為44％，使用的絲光沸石作為反應原料甲苯和C9A芳烴的催化劑。在最近幾年中，沒有新的報告。
2甲苯擇形歧化製成高濃度的二甲苯
2.1概述
擇形催化，可以有效地抑制副反應，大大提高所需產物的選擇性的分離過程的過程被簡化，能量消耗和投資大大減少，從而使該裝置可以有效地提高經濟效率。甲苯擇形歧化反應只能用於純甲苯進料。的
甲苯擇形歧化反應高臨界位選擇，合適的沸石的孔徑和外表面鈍化。鈍化的沸石晶體的外表面被設計啟用快速擴散滿分沸石通道，p-二甲苯，在表面以外不發生的異構化反應中的分子篩，而且還生成的熱力學平衡混合物二甲苯。
到目前為止，ZSM-5分子篩的甲苯選擇性歧化專利報告來自美孚公司，與類似的ZSM-5沸石ZSM-11分子篩的孔結構的一小部分。
2.2開發的技術在國外
一個的2.2.1 MSTDP和PXMAX甲苯擇形歧化
第一個工業化甲苯擇形歧化技術原位改性美孚1988技術MSTDP過程。設備MSTDP Enichem的煉油廠Gela中，義大利城市成功運行。它的產業化技術指標：甲苯轉化率25％-30％85％-90％位選擇的苯和二甲苯的摩爾比為1.44，反應產物。
1996年，公司又推出了PX-MAX的異位改性技術，選擇性高達90％以上的二甲苯，甲苯轉化率為30％。與MSTDP技術，苯和二甲苯的摩爾比，在反應產物中的PXMAX技術相比有所減少，這樣，它可以得到更多的對二甲苯。
2.2.2 PX-PLUS甲苯任擇形歧化技術
UOP公司涉嫌在1997年的表現PX-PLUS推出比MSTDP工藝技術。其主要指標有：甲苯轉化率的30％，90％的對位選擇性，苯和二甲苯的反應產物中的摩爾比為1.37，p-二甲苯的產率是大約41％（轉化甲苯）。 1998年，第一套設備實現產業化。
UOP的技術和分子篩吸附分離健康嚴格二甲苯芳烴聯合裝置相結合，具有良好的互補作用。使用PX-PLUS技術來生產高濃度的二甲苯混合二甲苯簡單的結晶分離後，可以得到高純度的對二甲苯的質量分數，在產品中的p-二甲苯，殘液仍然是超過40％，大大高於通常的二甲苯的混合物，二甲苯的含量，可以直接進入到吸附分離部。

2.3國內的發展，國內在這一領域的研究開始於20世紀90年代初，石油化工科學研究院（RIPP）1L催化劑的工業側線試驗於1999年完成。主要結果如下：甲苯的轉化率大於30％，大於90％對選擇性，但苯和二甲苯的摩爾數是比較高的，約1.6。
SRIPT對二甲苯產量在1997年進行的甲苯選擇性歧化催化劑的研究，目前已取得了較好的結果。實驗室的結果表明，甲苯的轉化率和對選擇性分別為30％和90％的苯和二甲苯的反應產物，摩爾比為1.4。已經完成了膨脹的催化劑測試，制備工業側的線路測試。
重芳烴，提高煉油能力，連續重整芳烴生產廠的規模和數量的增加，重芳烴脫烷基化過程中的脫烷基化技術
加快發展。的C9A所產生的芳烴加氫混合二甲苯，能有效地降低了裝置規模，重芳烴資源的充分利用。國外在該領域已經由UOP技術東麗TAC9過程中，Zeolyst制備的ATA技術公司GTC公司的的GT-TransAlk技術的。
3.1東麗TAC9 C9-C10芳烴的選擇性轉換的重芳烴混合二甲苯生產技術
的東麗TAC9過程中產生的混合二甲苯技術。 C10A也用在混合二甲苯的生產，該技術可以是嚴重額外的混合二甲苯芳烴類產品。喜歡Tatoray技術也被用來，TorayTAC9過程的存在下，氫的固定床反應器技術，氫的存在下，為了防止焦化，從手的脫烷基化的芳族化合物和非芳族化合物的裂解反應的主要的氫消耗。為了確保更高的混合二甲苯的產量，苯和甲苯的反應，分離後的庚烷的反應器進料的柱分離返回。
技術混合二甲苯產量三個方面：甲基苯基，C9A，C10A異構體的分布C9/C10A值的飼料總量的比例。對於純的C9A飼料，混合二甲苯產率約75％，產率約21％的輕餾分中。隨著飼料C10A含量的增加，混合二甲苯的產率下降。
該技術在1996年的第一次工業應用催化劑具有良好的穩定性，首先運行期在兩年以上，到1998年，有兩套裝置使用的技術，設備規模達到850克拉/年。
3.2 Zeolyst制備/ SK重芳烴脫烷基化和烷基轉移技術
技術Zeolyst制備韓國SK協作R＆D和產業化，該技術在1999年首次在SK芳烴聯合裝置的工業應用。
ATA-11使用貴金屬催化劑具有良好的穩定性，先運行時間是3年以上，並具有低的乙苯的質量分數（良好的加氫生成C8A約2％），是一個很好的異構化原料。但由於裂化函數是太強烈，和芳香環的，強烈的放熱反應床的溫度過度上升，要求的材料和催化劑的接觸時間的損失是不長的，高的空間速度的條件下進行操作。過度消耗的氫和放熱反應，導致經營困難喂爐，以及下游汽提塔，使用該技術之前，將目前的設備。該技術是適用的C9 +阿加氫脫烷基反應。
3.3 GT-TransAlk的重芳烴脫烷基化和烷基轉移
GTC公司的GT-TransAlk的技術處理C9A/C10A重芳烴輕質技術。該技術的特點是原始材料不含有甲苯，和甲苯的甲基化和結晶分離技術，以形成一組的芳烴技術。
4，未來產量二甲苯技術發展趨勢
對二甲苯的市場前景，在未來幾年內，並在改造現有設備的擴展為主要追求目標的企業，一些企業也有新的的移動設備的需求。新技術和改進現有技術，不斷完善，成為石化行業的研究和發展的重點。
4.1傳統的甲苯歧化與烷基轉移技術
甲苯歧化與烷基轉移單元，未來的發展方向，是提高所需的產品的選擇性，有效地降低了材料消耗的設備，進一步提高空速氫的比率，減少烴的研究和開發新的催化劑，以滿足設備不斷擴大的能源需求。
為了提高選擇合適的大孔，以及催化材料的表面酸性調制，適當加強的烷基轉移反應，抑制甲苯歧化反應，從而提高了產率的混合二甲苯，減少苯的混合二甲苯收率的生成量，以實現對二甲苯的產量的目的。目前SRIPT已開發成功MXT-01的絲光沸石催化劑工業側的已完成的線路測試。結果表明，WHSV為2.5小時-1，反應溫度低於400°C時，催化劑的總轉化率不小於46％，不低於89％，苯和二甲苯的摩爾選擇性比為3.5或以上，和在混合二甲苯中的選擇性為73％的產品。
芳烴裝置大，有很可觀的一筆重芳烴，以及如何充分利用重芳烴的經濟效益在很大程度上影響整個單元合並。本工廠操作中，為了防止較重到一個反應器進料的C11和以上的烴組分，有一部分C10A C11A和上述以外的邊界的碳氫化合物的排放，造成的損失的資源重芳烴。因此，開發一個C10A可以處理繁忙的的芳烴催化劑，其技術將在未來的研發重點的重芳烴。
直接加工無芳烴抽提甲苯，芳烴含量高的原料，也是未來的發展趨勢之一。這種技術可以有效地減少所述提取單元上的負載，並膨脹，以達到目的，並降低能源消耗。但是，所述非芳烴在產品的整個裝置的苯含量增加。因此，確保苯上可接受的質量，適合高非芳烴甲苯進料內容的處理的催化劑的研究和開發也至關重要。
4.2甲苯二甲苯
選擇塑造4.2.1甲苯歧化和甲基化系統的擇形歧化
進一步完善的收盤位選擇和二甲苯的技術，今後研究的重點。越來越高的段選擇性將大大降低分離能量，有效地降低了生產成本的p-二甲苯。
4.2.2甲苯擇形歧化和苯/的C9A烷基轉移組合工藝
甲苯選擇性歧化反應可以產生較高的混合二甲苯，但該技術可以只使用純甲苯二甲苯的含量。芳烴單元，價廉的C9和以上的芳香族烴資源大量的沒有被充分使用。為此，SRIPT芳烴單位甲苯選擇性歧化技術與苯/ C9A和烷基相結合的過程相結合的技術轉讓。
SRIPT苯和C9A烷基R＆D技術轉移，2003年3月完成。化驗結果表明，在苯和C9A的質量比為60/40，根據反應的重時空速為1.5h -1，總轉化率在50％以上，苯和C9A的條件和所得到的甲苯，混合二甲苯的選擇和在90％或以上。
在合並的過程中，甲苯任擇形歧化生成苯的苯/的C9A烷基轉移裝置的原料，而苯/的C9A與烷基轉移裝置產生的甲苯為原料前，既充分應用甲苯選擇性歧化技術，和使用的C9A，以最大限度地生產高混合二甲苯二甲苯含量。
分離技術在最近幾年得到了長足的進步，冷凍結晶結晶機理的研究，提高其經濟指標。高二甲苯的混合二甲苯的含量，結合生產工藝相結合的結晶分離技術將顯著降低成本的分離，有競爭與分子篩吸附分離技術競爭力。對二甲苯生產技術的應用，結晶分離技術，具有良好的市場前景。
4.2.3甲苯甲基化系統高濃度的二甲苯
烷基化反應的甲苯，甲醇，二甲苯一個新的工藝路線，甲苯轉化率和廉價的甲醇用新的方式對二甲苯產量。 Y型沸石ZSM-5沸石催化劑，甲苯為基礎的選擇性烷基化合成研究，在家裡和在國外已開展20世紀70年代以來，特別是上ZSM-5沸石Al比，晶粒大小，鉑，鎂銻/鹼（鹼土）金屬改性的磷，硅，改性的B族元素和蒸汽處理的催化劑結構，酸度和催化性能的關聯之間的大量的研究。美孚公司，採用的摩爾比的分子篩硅鋁磷酸鹽450970℃蒸汽處理45分鍾的P/HZSM-5催化劑，例如，在反應溫度600℃，反應壓力0.28MPa，WHSV4h-1中，n（甲苯） / n（甲醇）/正（水）/正（氫）= 2/1/6/6進行甲基化反應的工藝條件下，甲醇的轉化率為97.8％，甲苯的轉化率為28.4％，選擇性為96.8％的PX。苯，反應不產生非常少的副產物，主要是低於C5烴類和小於1％的質量分數。
尚未工業化過程的報道，關鍵是有優勢的兩個主要問題，穩定性好，壽命長的工業催化劑的研究和開發，技術經濟。印度石化公司（IPCC）和GTC聯合最近報道的GT- - lAlkSM的甲苯甲醇烷基化技術，和技術和經濟200kt/aPX的生產設備評估的發展取得新的進展。使用固定床反應器中的烷基化反應的甲苯，和一個專有的高硅沸石催化劑，在反應溫度為400-450℃，反應壓力為0.1-0.5MPa的，甲苯和甲醇的質量比為1.35 / 1條件，PX選擇性達到85％以上，催化劑運行周期六月至十二月，這種技術：在重整甲苯的主要特點是直接發送的甲苯烷基化裝置，共同低成本的甲醇為原料，生產出高濃度PX芳烴，二甲苯部分成本低，簡單的結晶裝置，有效的復甦PX，獲得高純度PX結晶分離裝置建設投資是遠遠低於傳統的吸附分離裝置。此外，副產物苯可以忽略不計。每一個農產品1tPX只需消耗：1噸甲苯（甲苯選擇性歧化過程中，生產的1噸PX需要消耗約2.5噸苯，甲苯，副產物的質量比的B和PX :1.36-1 .60）。原料甲苯2.34Mt /技術和經濟評估200kt/aPX裝置甲醇1.73Mt /年的PX集中的2.33Mt / A，甲苯和甲醇價格分別為$ 260 /噸110 /噸計全年凈利潤約19萬，總投資大約7000萬美元的成本。
這種技術，例如處理裝置的GA-TolAlk甲苯，甲醇，甲基技術，的GT-TransAlk重側的烴烷基技術轉讓，的GT-IsomPX異構化技術，和CrystPX結晶技術4套的組合與其他芳烴加上蒸餾裝置構成的現代PX聯合裝置生產將表現出更大的優越性和靈活性。 40萬噸/年PX裝置PX的恢復方法，設備，與傳統的吸附分離混合二甲苯飼料，和現代投資組合PX恢復PX現金成本每噸可節省10％的投資成本下降了2.6％，石腦油原料的要求相比，減少了約53.8％。
由於甲醇價格過度廢水的產生和保持長期運行的產業化前景的技術，需要進一步研究。然而，發展天然氣化工產業，以及先進的催化劑技術，該技術具有良好的應用前景。
4.3工程研究
安裝芳烴催化技術的發展中，規模日益擴大的設備，生產產品的成本越來越低，需要進一步進行工程的過程中和分離這兩種技術的研究。在反應過程中，主要的核心反應器，大型傳熱設備及裝置熱聯合研究課題。隨著設備的大小，選擇合適的類型的反應器，以及如何確保的空氣流的均勻分布在反應器中的主要內容是。 SRIPT氣流均勻地分布在軸向固定床上做了深入的研究，並且可用於工業設計。水平的熱交換器的效率在很大程度上決定了整個裝置的能量消耗水平。板式換熱器的的法國PAKINNOX公司代表了最先進的水平，目前的年處理能力，SRIPT的870克拉和100萬噸甲苯歧化裝置已用於熱交換器，有望大大縮短反應器爐上的負載。
產品主要集中在結晶分離技術，分離，德尼羅/ TNO冷凍結晶分離和純化技術的先進水平。該技術是不來梅大學於1993年，分別為「德尼羅工藝技術和TNO研究所ofEnviromental科學，能源技術和工藝創新發展的分離和純化技術。與傳統的冷凍結晶層狀冷凍結晶過程，尼魯/ TNO冷凍結晶分離和純化技術的基礎上的懸浮狀態凍結結晶過程的分離和提純技術中，整體的能源消耗減少至約10％的傳統冷凍結晶過程。
目前該領域的研究，尚未見報道。
5 R＆D具有前瞻性的新技術對二甲苯合成
新的工藝路線，埃克森美孚公司最近報道的副產品蒸汽裂解裝置裂解氣C4 +烯烴（如環戊二烯，丁二烯，戊二烯，己二烯，甲基環戊二烯，等）和C1-C3的含氧化合物（如甲醇，二甲醚，乙醇，乙醚或甲醇和二甲醚的混合物），選擇性地轉化成對二甲苯，乙烯和丙烯的新工藝的。 ZSM-5催化劑含有質量分數為4.5％，P沸石（二氧化硅和氧化鋁的摩爾比為450），固定床反應器中，反應溫度是430℃，反應壓力為0.1兆帕，WHSV 0.5H-1和的原料M（雙 - 戊二烯）/米（甲苯）/ m（甲醇）/米（水）1.25/1.25/22.5/75環戊二烯基甲醇反應的高選擇性，轉化為二甲苯，甲醇同樣的高選擇性乙烯，丙烯，和對二甲苯，二聚環戊二烯的轉化率為100％，甲苯的轉化率為10％，甲醇轉化率為20％。產品質量，包括：對二甲苯30％，25％的乙烯，22％的丙烯，和餘下的C4 +烯烴，以及除了以外的二甲苯的C8 + /芳烴。
埃克森美孚甲基甲苯催化合成三甲苯新技術的合成氣。鉻 - 鋅 - 鎂-O負載MgO/HZSM-5的催化劑組合物，在原料中的n（H 2）/ n（下CO）/正（甲苯）= 2/1/0.25，並且，反應溫度為460℃，反應壓力為0.17兆帕WHSV為1.5小時-1的條件下，甲苯的轉化率26.0％，二甲苯選擇性為84.2％，包括74.5％的對二甲苯的選擇性和催化劑的穩定性，預期壽命可達4100h。

② 實驗中加入的沸石是不是催化劑其作用是什麼

純的過氧化氫在常溫下能產生氧氣嗎？ 過氧化氫在常溫下會緩慢地放出氧氣 過氧化氫製取氧氣實驗中加入沸石的作用是什麼？ 我估計是催化劑作用，加快反應的速率。

③ 一般物理化學性質及工藝性能

一、沸石的一般物理性質

1.孔徑

沸石內部具有大量的均勻的微孔，微孔的體積占沸石晶體體積的50%以上。其孔徑與一般物質的分子大小的數量相當，一般孔穴(籠)為0.6nm～1.5nm，孔道直徑為0.3～1.0nm。而其他幾種多孔性物質，如活性炭、多孔硅膠、活性氧化鋁的孔徑不均勻，從零點幾納米到幾千納米。圖18－20是幾種多孔性物質的孔徑分布情況，從圖中可以看出，只有沸石的孔徑是非常均勻的，其他多孔性物質的孔徑分布有一個較寬的范圍。

圖18－20 幾種多孔性物質孔徑分布圖

2.晶穴(籠)體積

沸石具有蓬鬆的骨架結構，晶穴體積約占總體積的50%，根據沸石的晶體結構可以計算晶胞體積和晶穴體積。沸石的晶體結構中，有不同的晶穴。例如A型沸石有兩種晶穴(籠):α籠和β籠，α籠的大小為1.14nm(對內接的球)，r=0.57nm，V_α=4πr³/3=4×3.14×5.7³/3=0.7757nm³，β籠的大小為0.66nm(對內接的球)，r=0.33nm，V_β=4πr³/3=4×3.14×3.3³/3=0.150nm³，V_α+V_β=0.926nm³，一個A型沸石晶胞的體積為V_A=α³₀=1.816nm³，孔穴率V_A/(V_α+V_β)=926/1816=49.5%。

也可以利用某種吸附質在飽和蒸氣壓P=P₀時的飽和吸附量以下式計算:

非金屬礦產加工與開發利用

式中:d_a———液體吸附量的比重，g/mL;

X_s———飽和吸附量，g/1g沸石;

V_p———晶穴體積，mL/g。

例如:吸附質為H₂O時，25℃時的飽和蒸氣壓為25mmHg(24g/m³)的吸附量為0.289g/1g沸石，d_w=1g/ml，V_w=X_w/d_w=0.289/1g沸石/1g/mL=0.289mL/g(即1克沸石在此條件下的吸附的水所佔的體積)。

孔隙率ρ_t:1克沸石吸附的水的體積V_w/1克沸石的體積V_Z。

非金屬礦產加工與開發利用

d_z=1.54g/mL，為4A型沸石的脫水密度。一個A型沸石晶胞的晶穴體積:V_ρ=ρ_t·V=44.5%×V_p=P_*·V×1.861=0.828nm³。

按α籠和β籠的大小計算的體積為0.926nm³，較吸附質測量結果稍大，利用水作吸附質得X、Y型沸石的晶穴體積為0.355mL/g。一般地，加入黏結劑成型後的合成沸石，孔穴體積稍有減少。4A型沸石成型顆粒的孔穴體積為0.231mL/g。5A型沸石成型顆粒的孔穴體積為0.244mL/g，NaX型沸石成型顆粒孔穴體積為0.80mL/g。

3.表面積

與其他多孔性物質相比，沸石具有很大的總表面積，這些表面積主要存在於晶穴的內部。外表面積僅占總表面積的1%左右。將沸石的顆粒視為立方體，立方體的邊長等於平均顆粒的大小。例如，將脫水的4A型沸石當成邊長為1μm的立方體顆粒，1個顆粒的體積為1μm³=10^－12cm³，4A型沸石的脫水後的密度為1.54g/mL，比容則為:1/1.54=0.65cm³/g，1g沸石含有的1μm的顆粒為:

0.65/10^－12=6.5×10¹¹(顆/g)

一個1μm顆粒的表面積為6×10^－8cm²=6×10^－12m²，則1克沸石的外表面積為:

6.5×10¹¹×6×10^－12m²=3.98m²。

4A型沸石的內表面積的計算:

4A型沸石的晶胞參數為:α₀=1.23nm，每個晶胞中含有一個α籠，α籠可近似地被看成球形，直徑為1.14nm，若略去β籠不計，一個α的內表面積為:

4πr²=4π(1.14/2)²=4.0nm²，一個晶胞中含有一個Na₁₂［Al₁₂Si₁₂O₄₈］·27H₂O分子，分子量為2190，1摩爾的任何物質含有6.02×10²³個分子，重量以克為單位，與分子量相同，1克這種物質含有的分子為6.02×10²³/2190個，1克這種物質的內表面為:4.0nm²×6.02×10²³/2190=1100m²。

實際上，在A型沸石中，八元環為相鄰的兩個α籠的共用。加上晶體不完整，估算的理論內表面積則比實際的內表面積要大些。所以，沸石的表面積主要是指內表面積，常見的多孔性物質及天然礦物的表面積見表18－4。

表18－4 常見的多孔性物質及天然礦物的表面積

4.密度

含水沸石的密度范圍一般為2.0～2.3g/cm³，沸石的密度與沸石的結構和陽離子有關。沸石的密度隨陽離子的分子量增加而增加。交換了Ba的沸石密度可達2.8g/cm³，常見的幾種脫水後的沸石的密度為:4A分子篩為1.54克/cm³，5A沸石為1.57g/cm³，13X分子篩為1.43g/cm³，常見沸石的密度見表18－5。

5.比熱

合成沸石的平均比熱為0.2×4.186J/(g·℃)。

6.穩定性

沸石在水中呈鹼性。達到平衡吸水時的pH值的9～10.5，沸石具有良好的耐酸性和熱穩定性。我國浙江絲光沸石的耐酸性試驗表明:在2N、4N、6N的HCl和王水中，在90℃溫度下處理2小時，晶體結構無破壞，0.1N的NCl中，230℃處理10天，結構均無破壞，當鹽酸濃度達10N時，結構才開始破壞，在強酸中，Si/Al>3的沸石(如絲光沸石Si/Al=5)分解沉澱出SiO₂。

沸石的耐熱性能很好，在600～700℃的溫度下晶體結構不發生變化，如絲光沸石加熱至750℃持續10小時，晶體仍部分保持原來的結構，加熱至850℃，持續12小時，晶體結構才開始破壞，斜發沸石一般加熱至650℃持續12小時，結構不變，800℃下持續12小時，結構破壞，熱穩定性僅次於絲光沸石，一般地Si/Al越大，即在組成范圍內，硅含量越高，熱穩定性越好，因此沸石能在較高的溫度條件下使用。

常見沸石的物理性質見表18－5。

表18－5 常見沸石的物理性質

(據中國科學院大連化學物理研究所分子篩組，1978)

二、沸石的吸附性質

一切固體物質表面的原子或分子，與其內部的原子或分子所處的狀態是不同的。在固體物質內部，原子或分子所受到的引力是對稱的，處在力場飽和的平衡狀態，而位於表面的原子或分子，處於不飽和的力場中，所受的力是不對稱的，使其固體表面存在過剩的表面自由能，即表面有吸附力場的存在，這是固體表面對氣體或液體具有吸附作用的原因。這種吸附力作用的范圍較小，一般為0.5nm左右，當被吸附的分子距離力場稍遠時，吸附力就迅速減少。當氣體或液體進入吸附力場作用范圍時就會被吸附，使表面的物質剩餘鍵力抵消，從而降低了固體表面的自由能，固體物質更為穩定。

從理論上講，一切固體物質的表面都具有吸附作用，實際上，只有多孔性能或很細的粉末物質，由於具有很大的比表面積，即有大量的吸附力場的存在，才具有明顯的吸附作用，才能被稱為吸附劑，如活性炭、硅膠、沸石、凹凸棒石、海泡石等。

由於沸石內部具有疏鬆的孔穴、通道、巨大的比表面，強大的飽和力場使其具有優良的吸附性能，而晶穴又較小，那麼流體分子則不能避開這種力場的作用，所以，脫水後的沸石對氣體分子有液化的趨勢，因此對氣體分子的吸附量較大。由於孔穴、通道大小均可固定，和普通分子大小相當，所以只有那些直徑比孔小的分子才能通過孔道被吸附，而直徑大於孔道的分子則不能被吸附，因而具有選擇性吸附的性質。另外，沸石和其他類型的吸附劑相比，在較高的溫度和較低的吸附質分壓下，仍有較高的吸附容量等特點。

1.吸附容量大

脫水沸石，其內部具有很多內表面很大的孔穴，可吸附大量的分子，尤其是對極性分子如H₂O，H₂S，NH₃等或含有極性基團—OH， 的分子以及易極化的分子有很大的吸附容量。這是因為陽離子和帶負電荷的硅鋁氧骨架所構成的沸石，本身是一種極性物質，其中陽離子給出一個強的局部正電場，吸引極性分子的負極中心，或者是通過靜電誘導使易極化分子極化，極性越強的或越易被極化的分子，也就越易被沸石吸附，常見的幾種乾燥劑的吸水能力(相對濕度為6%)見表18－6及表18－7。

表18－6 常見的幾種乾燥劑的吸水能力

表18－7 幾種乾燥劑的吸水能力比值(在不同的相對濕度條件下)

表18－85 A沸石與硅膠吸附能力的比值(25℃，50mmHg)

圖18－21 5A分子篩上的選擇吸附

從表18－6可見，沸石的吸水能力，較硅膠和氧化鋁都高，高氯酸鎂的吸水性能雖強，但它的化學活潑性也太強，可使用的范圍是有限的。沸石在吸水的同時，還可吸附以下的分子:NH₃，SO₂，CO₂等。吸附能力H₂O>NH₃>H₂S>SO₂>CO₂。

從表18－8中可見，沸石吸附這些分子的能也較硅膠強，這種性質在用沸石處理天然氣時，可同時吸附其中的H₂O，CO₂，N₂S等，使天然氣中CO₂含量小於50×10^－6，H₂S含量小於5.73mg/m³，5A分子篩在25℃，50×133.322Pa壓力下，對H₂S的吸附值可達25%。

2.選擇性吸附

沸石的孔穴，孔道大小均勻，固定，和普通分子大小相當，孔穴直徑在0.6～1.5nm，孔道直徑約在0.3～1.0nm，沸石孔徑的大小，決定了可以進入晶穴內部的分子大小，例如，用5A分子篩對正己烷(直徑為0.49nm)和分子直徑大於0.5nm的苯、四氧萘、甲基環己烷的混合物吸附實驗的結果表明:5A分子篩可選擇吸附正己烷分子，而對直徑大於0.5nm的分子幾乎沒有吸附作用，見圖18－21。其他吸附劑，如硅膠、活性炭的孔徑不均勻，對不同大小的分子的吸附幾乎不具選擇性，表18－9是5A沸石、硅膠、活性炭對烴類的吸附情況，從表中可以看出，沸石對不同大小的分子表現出明顯的選擇性吸附。從表18－10可以看出，5A分子篩對醇類分子的吸附也顯出明顯的選擇性。

表18－9 幾種吸附劑對烴類的吸附

表18－10 醇類的吸附

圖18－22 5A分子篩上的吸附等溫線(－75℃)

3.對極性分子的吸附量大

在吸附過程中，沸石的孔徑大小不是唯一的因素，含有極性基團— ，或含可極化的基團 —等的分子，能與沸石表面發生強烈的作用，在極性分子CO和非極性分子Ar的混合氣體中，二者的直徑接近:CO為0.28nm，Ar為0.383nm，都小於0.4nm。沸點也接近:CO為－192℃，Ar為－186℃，但CO為極性分子，而Ar為非極性分子，它們在5A型沸石上的吸附曲線如圖18－22所示，可以看出它對CO的吸附量遠大於Ar。

沸石除具有其特殊性外，也具有一般吸附劑的共性，即吸附量隨著吸附質的沸點增高而增大。如乙烷(0.44nm)沸點－88℃，CO(0.28nm)沸點－192℃，乙烷直徑雖較CO大，但由於乙烷沸點高出很多，沸石對乙烷的吸附能力大於CO，在同一種沸石上，乙烷在25℃、700×133.322Pa條件下，吸附量為10.2%，而CO在0℃、750×133.3Pa時吸附量僅為5.1%，且乙烷是非極性分子，CO為極性分子，這說明在此條件下，吸附質沸點不同所引起的吸附強弱差異超過了極性因素的作用，不能再由極性與非極性分子間的差異決定選擇性了。

沸石對不飽和化合物的分子也有較強的吸附能力，且不飽和度越大，吸附能力也越強，從表18－11可見，沸石較硅膠、活性炭吸附劑有較強的吸附不飽和烴的能力。

表18－11 沸石對不飽和分子的吸附

4.高溫、低分壓下的吸水性好

沸石是高溫吸附劑，圖18－23表示溫度對各種吸附劑平衡吸附量的影響，從圖可以看出，溫度高於室溫時，硅膠和氧化鋁的吸水量迅速下降，超過120℃時，吸附量接近於零，而5A型沸石超過100℃時吸水量還有13%，溫度高達200℃時，仍保留有4%的吸水量，而活性氧化鋁，特別是硅膠，幾乎喪失了吸水能力。

在低水蒸氣分壓下，與硅膠、活性炭相比，沸石仍具有較高的吸水能力。圖18－24是幾種乾燥劑在不同相對濕度時的吸水量。

圖18－23 吸水等壓線(10mmHg)

圖18－24 幾種乾燥劑在25℃時的吸水量

5.吸水後的沸石再生性能好

所謂再生，就是通過加熱使沸石所吸附的水脫去，從而恢復吸附能力，再生溫度越高，脫附就越徹底，一般採用的溫度為200～300℃，過高的再生溫度對沸石的使用壽命有不利的影響，在200℃下，沸石的殘留水量為4.5%，400℃時為1.6%。

三、沸石的離子交換性質

沸石的一個重要性能就是可以進行可逆的陽離子交換，通過離子交換，可以調節晶體內的電場及表面酸性，從而可改變沸石的性質，調節沸石的吸附性和催化特性，例如:將NaA型沸石交換為KA型沸石時，吸氧能力基本消失(O₂的直徑為0.28nm)，交換為CaA型沸石時，能吸附丙烷(丙烷直徑為0.49nm)。

離子交換技術

沸石陽離子交換一般是在水溶液中進行，其反應可用下式表示:

A⁺Z^－+B⁺→B⁺Z^－+A⁺

式中，Z^－為沸石的陽離子骨架，A⁺為交換前沸石中含有的陽離子，B⁺為水溶液中的主體陽離子。

常見的天然沸石，如斜發沸石和絲光沸石等都具有很高的陽離子交換容量，斜發沸石的理論交換容量為213mmol/100克，絲光沸石的理論交換容量為223mmol/100克±。

沸石陽離子交換過程中，通常用離子交換度，即交換下來的鈉離子量占沸石中原有陽離子量的百分數，離子交換容量，即每百克沸石中交換的陽離子毫摩爾數(mmol)，以mmol/100克表示。

離子交換技術，一般在水溶液中進行，這種交換方法要求交換上去的金屬陽離子在水溶液中以陽離子(簡單的或結合)狀態存在，水溶液的pH值范圍不應破壞沸石的晶體結構。常用的交換條件:溫度為室溫至100℃，時間數十分鍾到數小時，溶液濃度為0.1～0.2mol。

NaA(4A)型沸石徑Ca²⁺或K⁺交換為相應的CaA(5A)或KA(3A)型沸石，NaX(13X)型沸石經Ca²⁺交換為CaX(10X)型沸石，是水溶液中交換的典型例子。

鹽熔交換法:鹼金屬鹵化物、硫酸鹽、硝酸鹽型都可用來提供陽離子交換的酸鹽溶液，但要求其熔化的溫度必須低於沸石結構破壞溫度。在熔鹽溶液中，除有陽離子交換反應進行外，還有一部分鹽類包藏在沸石的籠內，因此，可形成特殊性能的沸石。

例如:將Li、K、Cs、Ag、Tl等金屬的硝酸鹽和硝酸鈉混合，加熱到330℃與NaA型沸石進行交換，其中Li、Ag及Na的硝酸鹽可包藏到β籠中，因此可以將沸石中的Na⁺全部交換。非水溶液交換:當所需要交換的金屬處於陰離子中，或者金屬離子是陽離子，但它的鹽不溶於水，或者雖溶於水(AlCl₃、FeCl₃)，但溶液中呈強酸性，容易破壞沸石骨架等，此時可採用非水溶液中離子交換法，一般使用有機溶劑，如二甲基亞碸［(CH₃)₂SO］，乙腈(CH₃CN)等，配成交換溶液，例:1克PtCl₂、溶於100ml二甲基亞碸溶劑中，再加入混有12克NaX型沸石的100ml二甲基亞碸的漿液，在65℃下攪拌交換兩天半，用二甲基亞碸洗滌4次，水洗10次，於45℃乾燥5天，343℃焙燒3小時，產品分析結果，含Pt3.8%。

非水溶液交換:當所需要交換的金屬處於陰離子中，或者金屬離子是陽離子，但它的鹽不溶於水，或者雖溶於水(AlCl₃、FeCl₃)，但溶液中呈強酸性，容易破壞沸石骨架等，此時可採用非水溶液中離子交換法，一般使用有機溶劑，如二甲基亞碸［(CH₃)₂SO］，乙腈(CH₃CN)等，配成交換溶液，例:1克PtCl₂、溶於100ml二甲基亞碸溶劑中，再加入混有12克NaX型沸石的100ml二甲基亞碸的漿液，在65℃下攪拌交換兩天半，用二甲基亞碸洗滌4次，水洗10次。於45℃乾燥5天，343℃焙燒3小時，產品分析結果，含Pt3.8%。

蒸氣交換法:某些鹽類在較低的溫度下就能升華為氣態，沸石可在這種氣態環境中進行離子交換，如NH₄Cl在300℃為氣態，沸石中的Na⁺可以和NH₄Cl蒸氣進行交換。

沸石陽離子交換性能，主要與沸石中的硅鋁比的高低。沸石的孔穴大小，陽離子位置以及陽離子的性質有關。

沸石中的陽離子完全是由於沸石中部分硅被鋁置換後，產生不平衡，電荷較少，格架電荷亦較低，為平衡這些電荷而進入沸石中的。因此它也影響離子的交換。如X型和Y型沸石分子篩，具有相同的晶體結構和陽離子位置，但它的硅鋁比(SiO₂/Al₂O₃)不同，X型為2.1～3.0，Y型為3.1～6.0，所以陽離子數目也不同，單位晶胞中X型含有86個Na⁺，因此，離子交換性質也有差異，X型分子篩進行離子交換比較容易，而Y型分子篩則比較困難。沸石孔穴的大小直接影響離子交換的進行，如A型分子篩主要孔道直徑約0.42nm，因此凡是直徑小於0.42nm的陽離子都可以取代Na⁺，鹼金屬K⁺，Rb⁺，Cs⁺，鹼土金屬Ca²⁺，Sr²⁺，Ba²⁺以及貴金屬Ag⁺，直徑都小於0.42nm，故都可以交換Na⁺。

沸石的離子交換具選擇性。常見的幾種天然沸石離子交換容量見表18－12。

表18－12 常見的幾種天然沸石離子交換容量 單位:mmol/100g

其中，菱沸石中的陽離子交換選擇性順序如下:

Ti⁴⁺>K⁺>Ag⁺>Rb⁺>NH⁺₄>Pb²⁺>Na⁺>Ba²⁺>Sr²⁺>Ca²⁺>Li⁺

多數的一價陽離子優先於二價陽離子交換。

在斜發沸石中，幾種陽離子的交換選擇性能順序為:

K⁺>NH⁺₄>Na⁺>Ba²⁺>Ca²⁺>Al³⁺

我國河北省獨石口斜發沸石岩對Cs²³⁷的選擇交換容量為0.15～0.25mg/g;方沸石中的Na⁺易於被Ag⁺，Ti，Pb等交換。吉林省石堋的方沸石岩，其孔徑0.26nm，方沸石含量30%～50%，小於NH⁺₄離子的直徑(d_NH+4=0.28nm)，從而對NH⁺₄交換容量很低，只有0.18～0.54mg/g沸石，但對直徑小於0.26nm的Ca，Cr，Cd具有較高的離子交換容量，日本曾用方沸石除Cu，Cd等離子，效果較好。

經過離子交換後的沸石，其吸附性質，諸如吸附速度、吸附選擇性、吸附容量等都可以發生變化，在大多數情況下，比表面積要變小，這常是由於交換後引起沸石結構破壞所致，經多價陽離子交換後，多數沸石的熱穩定性有所提高，如經稀土金屬離子交換後的Y型沸石有很好的熱和水熱穩定性，這種特性廣泛地利用在沸石的催化劑中。

四、沸石的催化性能

沸石具有排列整齊的晶穴和均勻的孔徑，其晶體骨架是陰離子，因此，就有陽離子平衡電荷，二者構成了沸石的互相依存、不可分割的組成部分，沸石作為整體而言，不同類型的沸石的催化活性有很大的差異。

1960年，美國雷特發現合成沸石的催化性能後，沸石的應用很快擴大到石油化工領域，研究表明，沸石具有良好的催化性能，是有效的催化劑和催化劑載體。

沸石的陽離子骨架類型、孔穴大小、孔道、內外表面積、陽離子種類及交換性與其催化性能有很大的關系。

多相催化反應是在固體的催化劑表面上進行的，催化活性與催化劑的活性表面大小有關。對於沸石，99%以上的表面是在晶穴內，因此，沸石作為催化劑和催化劑載體時，催化反應的進行受著沸石晶穴大小的控制。只有比晶孔小的分子可以出入，所以，沸石催化劑對反應物和產物分子的形狀和大小都表現出很大的選擇性。例:對正乙烷(0.49nm)異相化的異乙烷(0.56nm)用Pd(0.5)－CaY(孔徑約0.9nm)型沸石做催化劑時，其異乙烷的產率為70.3%，當用Pd(0.5)－CaA型沸石(孔徑0.4～0.5nm)做催化劑時，產率為2.4%。

這是因為正乙烷(0.49nm)可以進入CaA型沸石(0.5nm)的晶穴中，同時發生催化和異構化反應，但異構產物(異乙烷0.56nm)不能從沸石晶孔中逸出，在這種情況下，或者是異構物殘留在沸石晶穴內，或者是繼續反應為直鏈烴而逸出，故CaA型沸石上正乙烷催化產物中幾乎不含異構烴，異丁烷/正丁烷<0.05。

當外界條件變化時，如溫度升高，占沸石總表面積百分之一的外表面亦可成為不可忽視的因素，如鈣絲光沸石上的苯加氫生成環乙烷的反應，由於苯(0.68nm)和環乙烷(0.61nm)的分子都大於絲光沸石的孔徑，因此反應只能在沸石的外表面上進行，130℃時，環乙烷產率只有4.2%，溫度升高到200℃後，產率升為37.5%。

陽離子與催化性能有很大的關系

據反應類型的不同，沸石催化劑的活性中心或者位於充滿陽離子的位置上，或者位於脫去陽離子後的空位上，因此，陽離子的性質對催化反應也起重要作用。合成沸石中的陽離子一般也是一價的Na⁺，它和其他一價陽離子具有相似的催化性能，但通常認為:一價陽離子在沸石中完全中和了負電荷中心，它們在沸石的晶穴中能量是均一的;另一方面，通過實驗表明，鈉型沸石確無酸性中心，因此，一價金屬陽離子沸石在羰離子型反應中，幾乎沒有催化活性，當一價離子被二價或多價金屬離子置換後，才能顯示出靜電場作用或酸性作用。

在沸石催化劑中，大量應用了稀土陽離子沸石催化劑，稀土金屬離子與二價陽離子沸石相比，在催化裂化、芳烴烷基化等羰離子型反應中的催化活性都高於二價的陽離子沸石，且具有較高的熱穩定性和抗水蒸氣性能。

天然沸石一般不能直接用做催化劑，需要用離子交換法將其改為H型沸石才能加以應用。在羰離子型反應中，一般均採用氫型或脫陽離子及多價金屬型沸石做催化劑，而沸石中的陽離子多數為鈉離子，鈉離子的存在對這反應不利，通常用離子交換法把Na₂O降至0.3%以下，製成氫型或脫陽離子型沸石，從而顯示出強的羰離子活性。

通常用銨鹽［NH₄Cl，(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃］溶液交換沸石中的鈉離子，銨基型沸石加熱至260℃時，NH⁺₄就開始分解，形成含H⁺的中間體，這叫氫型沸石，由於H⁺很小，具有很強的極化能力，可與沸石的晶格生成羥基，在高溫時這些羥基以水的形式脫除，就形成脫陽離子型沸石。過程見圖18－25。結構(Ⅱ)代表銨型，結構(Ⅲ，Ⅳ)代表氫型，結構(Ⅴ)代表脫陽離子型，由於氫型轉變為脫陽離子型沒有截然的分界線，在一般活化溫度范圍內可能是二者的混合物。

對於高硅(Si/Al>5)沸石，如絲光沸石和毛沸石等可直接用酸處理獲得氫型沸石，由X、Y型沸石直接用酸處理，會破壞它的晶體結構。

圖18－25 幾種沸石的轉變過程示意圖

用RE³⁺或RE³⁺—NH⁺₄交換的X型或Y型沸石以及—NH⁺₄交換的絲光沸石與硅鋁催化劑相比，具有活性高、選擇性好、穩定性高以及抗毒能力強等特點，為了保證固體催化劑的強度和傳熱要求，都採用沸石載體體系，沸石顆粒做活性組分分散在硅鋁凝膠或白土中，一般含有沸石5%～25%，載體可將沸石晶粒隔開，使沸石分散均勻，以最佳地發揮沸石的性能，並對沸石晶粒有黏結作用，以達到催化劑的強度要求。

天然沸石是理想的催化劑載體，許多具有催化活性的載體金屬，可以通過離子交換進入沸石孔穴中，隨後還原成元素狀態，這樣可以提高金屬的利用效率。

④ 離子交換法可以將金屬引入沸石篩骨架嗎

離子交換法可以將金屬引入沸石篩骨架嗎
金屬離子進入沸石骨架的方法有如下專幾種：
1.原位合成屬。即在沸石合成時引入金屬陽離子，則在沸石骨架中引入金屬陽離子來充當正電位來平衡骨架電荷。
2.浸漬。即將沸石做成一定的形狀，用金屬陽離子溶液來浸泡，靠毛細管壓力將金屬離子滲透到內部。
3.離子交換。即利用沸石分子篩的通性-離子交換性，用金屬離子溶液與沸石原粉進行離子交換。
目前，用得最多的可能是離子交換法，主要原因是1.操作簡單；2沸石離子交換可與與改性同時進行，它們之間有相通性。其次離子交換效果好。
至於說到表徵我們一般就是分析粉體中陽離子含量。比如NaY沸石想引入La離子，則在交換完成後分析粉體中的La2O3含量。 另外較為先進的就是利用分子探針分析其在骨架上的分布情況，不過我們還未做過。
這方面成功的例子不少，如NaA沸石中引入K、Ca，NaY沸石中引入稀土離子，ZSM-5分子篩中引入Pt、Pd、Zn等等。

⑤ hy型沸石的物理催化性質各位大蝦請賜教

HY沸石的孔徑結構是和製取的方法有關，商業HY沸石的孔徑可以向生產商咨詢。
實驗室都是自己製取後用BET來測量。
HY沸石的催化性能與：
1。催化的反應，有關。有的反應有很高的催化作用，有的反應沒有催化作用。
2。大多數反應需要用改性的HY沸石來提高其催化性能。
3。有時候也用HY沸石作載體去吸附其他催化劑，如Pt。

⑥ 沸石催化劑是什麼

基本信息

• 中文名稱

  沸石催化劑

• 外文名稱

  zeolite catalyst

• 別稱

  分子篩催化劑

• 結構

  架狀結構

• 別名

  molecular sieve catalyst

名稱:沸石催化劑;分子篩催化劑;zeolite catalyst;molecular sieve catalyst

天然沸石為一族含水的硅鋁酸鹽礦物，含有鹼金屬和鹼土金屬，具架狀結構，其中有連通的空腔。為大的金屬陽離子和水分子所佔據，是三維的四面體骨架。人工合成沸石稱為分子篩。硅(或鋁)-氧環可以形成不同的籠結構，由不同數量和種類的籠即可形成不同類型的分子篩。分子篩是一種水合的硅鋁酸鹽晶體，其化學組成通式為:(M是金屬離子，n是M的價數，m、p分別是SiO2和H2O的摩爾量)，因分子中Si/Al比不同，可以有A、X、Y及絲光沸石型分子篩。分子篩具有酸鹼中心，可用於酸鹼催化反應，此即為沸石(或分子篩)催化劑。最著名的還有ZSM-5分子篩催化劑。廣泛用於催化裂化等石油加工過程和氣體、液體的分離、回收、乾燥、脫水等工業過程。

⑦ 稀土永磁的案例

17種稀土元素名稱的由來及用途淺說
鑭(La)
「鑭」這個元素是1839年被命名的，當時有個叫「莫桑德」的瑞典人發現鈰土中含有其它元素，他借用希臘語中「隱藏」一詞把這種元素取名為「鑭」。從此，鑭便登上了歷史舞台。 ??鑭的應用非常廣泛，如應用於壓電材料、電熱材料、熱電材料、磁阻材料、發光材料（蘭粉）、貯氫材料、光學玻璃、激光材料、各種合金材料等。她也應用到制備許多有機化工產品的催化劑中，光轉換農用薄膜也用到鑭，在國外，科學家把鑭對作物的作用賦與「超級鈣」的美稱。
鈰（Ce）
「鈰」這個元素是由德國人克勞普羅斯，瑞典人烏斯伯齊力、希生格爾於1803年發現並命名的，以紀念1801年發現的小行星——穀神星。 ??鈰廣泛應用於（1）鈰作為玻璃添加劑，能吸收紫外線與紅外線，現已被大量應用於汽車玻璃。不僅能防紫外線，還可降低車內溫度，從而節約空調用電。從1997年起，日本汽車玻璃全加入氧化鈰，1996年用於汽車玻璃的氧化鈰至少有2000噸，美國約一千多噸。（2）目前正將鈰應用到汽車尾氣凈化催化劑中，可有效防止大量汽車廢氣排到空氣中。美國在這方面的消費量占稀土總消費量的三分之一強。（3）硫化鈰可以取代鉛、鎘等對環境和人類有害的金屬應用到顏料中，可對塑料著色，也可用於塗料、油墨和紙張等行業。目前領先的是法國羅納普朗克公司。（4）Ce:LiSAF激光系統是美國研製出來的固體激光器，通過監測色氨酸濃度可用於探查生物武器，還可用於醫學。鈰應用領域非常廣泛，幾乎所有的稀土應用領域中都含有鈰。如拋光粉、儲氫材料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電容器、壓電陶瓷、鈰碳化硅磨料、燃料電池原料、汽油催化劑、某些永磁材料、各種合金鋼及有色金屬等。
鐠(Pr)
大約160年前，瑞典人莫桑德從鑭中發現了一種新的元素，但它不是單一元素，莫桑德發現這種元素的性質與鑭非常相似，便將其定名為「鐠釹」。「鐠釹」希臘語為「雙生子」之意。大約又過了40多年，也就是發明汽燈紗罩的1885年，奧地利人韋爾斯巴赫成功地從「鐠釹」中分離出了兩個元素，一個取名為「釹」，另一個則命名為「鐠」。這種「雙生子」被分隔開了，鐠元素也有了自己施展才華的廣闊天地。
鐠是用量較大的稀土元素，其主要用於玻璃、陶瓷和磁性材料中。（1）鐠被廣泛應用於建築陶瓷和日用陶瓷中，其與陶瓷釉混合製成色釉，也可單獨作釉下顏料，製成的顏料呈淡黃色，色調純正、淡雅。（2）用於製造永磁體。選用廉價的鐠釹金屬代替純釹金屬製造永磁材料，其抗氧性能和機械性能明顯提高，可加工成各種形狀的磁體。廣泛應用於各類電子器件和馬達上。（3）用於石油催化裂化。以鐠釹富集物的形式加入Y型沸石分子篩中制備石油裂化催化劑，可提高催化劑的活性、選擇性和穩定性。我國70年代開始投入工業使用，用量不斷增大。（4）鐠還可用於磨料拋光。另外，鐠在光纖領域的用途也越來越廣。
釹(Nd)
伴隨著鐠元素的誕生，釹元素也應運而生，釹元素的到來活躍了稀土領域，在稀土領域中扮演著重要角色，並且左右著稀土市場。
釹元素憑借其在稀土領域中的獨特地位，多年來成為市場關注的熱點。阿爾法磁譜儀的研製成功，標志著我國釹鐵硼磁體的各項磁性能已跨入世界一流水平。釹還應用於有色金屬材料。在鎂或鋁合金中添加1.5～2.5%釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，廣泛用作航空航天材料。另外，摻釹的釔鋁石榴石產生短波激光束，在工業上廣泛用於厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫療上，摻釹釔鋁石榴石激光器代替手術刀用於摘除手術或消毒創傷口。釹也用於玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠製品的添加劑。隨著科學技術的發展，稀土科技領域的拓展和延伸，釹元素將會有更廣闊的利用空間。
鉕(Pm)
1947年，馬林斯基（J.A.Marinsky）、格倫丹寧（L.E.Glendenin）和科里爾（C.E.Coryell）從原子能反應堆用過的鈾燃料中成功地分離出61號元素，用希臘神話中的神名普羅米修斯（Prometheus）命名為鉕（Promethium）。
鉕為核反應堆生產的人造放射性元素。鉕的主要用途有（1）可作熱源。為真空探測和人造衛星提供輔助能量。（2）Pm147放出能量低的β射線，用於製造鉕電池。作為導彈制導儀器及鍾表的電源。此種電池體積小，能連續使用數年之久。此外，鉕還用於攜帶型X-射線儀、制備熒光粉、度量厚度以及航標燈中。
釤（Sm）
1879年，波依斯包德萊從鈮釔礦得到的「鐠釹」中發現了新的稀土元素，並根據這種礦石的名稱命名為釤。
釤呈淺黃色，是做釤鈷系永磁體的原料，釤鈷磁體是最早得到工業應用的稀土磁體。這種永磁體有SmCo5系和Sm2Co17系兩類。70年代前期發明了SmCo5系，後期發明了Sm2Co17系。現在是以後者的需求為主。釤鈷磁體所用的氧化釤的純度不需太高，從成本方面考慮，主要使用95%左右的產品。此外，氧化釤還用於陶瓷電容器和催化劑方面。另外，釤還具有核性質，可用作原子能反應堆的結構材料，屏敝材料和控制材料，使核裂變產生巨大的能量得以安全利用。
銪（Eu）
1901年，德馬凱（Eugene-Antole Demarcay）從「釤」中發現了新元素，取名為銪（Europium）。這大概是根據歐洲（Europe）一詞命名的。氧化銪大部分用於熒光粉。Eu3+用於紅色熒光粉的激活劑，Eu2+用於藍色熒光粉。現在Y2O2S:Eu3+是發光效率、塗敷穩定性、回收成本等最好的熒光粉。再加上對提高發光效率和對比度等技術的改進，故正在被廣泛應用。近年氧化銪還用於新型X射線醫療診斷系統的受激發射熒光粉。氧化銪還可用於製造有色鏡片和光學濾光片，用於磁泡貯存器件，在原子反應堆的控制材料、屏敝材料和結構材料中也能一展身手。
釓(Gd)
1880年，瑞士的馬里格納克將「釤」分離成兩個元素，其中一個由索里特證實是釤元素，另一個元素得到波依斯包德萊的研究確認，1886年，馬里格納克為了紀念釔元素的發現者 研究稀土的先驅荷蘭化學家加多林（Gado Linium），將這個新元素命名為釓。
釓在現代技革新中將起重要作用。它的主要用途有：（1）其水溶性順磁絡合物在醫療上可提高人體的核磁共振（NMR）成像信號。（2）其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射線熒光屏的基質柵網。（3）在釓鎵石榴石中的釓對於磁泡記憶存儲器是理想的單基片。（4）在無Camot循環限制時，可用作固態磁致冷介質。（5）用作控制核電站的連鎖反應級別的抑制劑，以保證核反應的安全。（6）用作釤鈷磁體的添加劑，以保證性能不隨溫度而變化。另外，氧化釓與鑭一起使用，有助於玻璃化區域的變化和提高玻璃的熱穩定性。氧化釓還可用於製造電容器、x射線增感屏。
在世界上目前正在努力開發釓及其合金在磁致冷方面的應用，現已取得突破性進展，室溫下採用超導磁體、金屬釓或其合金為致冷介質的磁冰箱已經問世。
鋱(Tb)
1843年瑞典的莫桑德（Karl G.Mosander）通過對釔土的研究，發現鋱元素（Terbium）。鋱的應用大多涉及高技術領域，是技術密集、知識密集型的尖端項目，又是具有顯著經濟效益的項目，有著誘人的發展前景。主要應用領域有：（1）熒光粉用於三基色熒光粉中的綠粉的激活劑，如鋱激活的磷酸鹽基質、鋱激活的硅酸鹽基質、鋱激活的鈰鎂鋁酸鹽基質，在激發狀態下均發出綠色光。（2）磁光貯存材料，近年來鋱系磁光材料已達到大量生產的規模，用Tb-Fe非晶態薄膜研製的磁光光碟，作計算機存儲元件，存儲能力提高10～15倍。（3）磁光玻璃，含鋱的法拉第旋光玻璃是製造在激光技術中廣泛應用的旋轉器、隔離器和環形器的關鍵材料。特別是鋱鏑鐵磁致伸縮合金（TerFenol）的開發研製，更是開辟了鋱的新用途，Terfenol是70年代才發現的新型材料，該合金中有一半成份為鋱和鏑，有時加入鈥，其餘為鐵，該合金由美國依阿華州阿姆斯實驗室首先研製，當Terfenol置於一個磁場中時，其尺寸的變化比一般磁性材料變化大，這種變化可以使一些精密機械運動得以實現。鋱鏑鐵開始主要用於聲納，目前已廣泛應用於多種領域，從燃料噴射系統、液體閥門控制、微定位到機械致動器、太空望遠鏡的調節機構和飛機機翼調節器等領域。
鏑（Dy）
1886年，法國人波依斯包德萊成功地將鈥分離成兩個元素，一個仍稱為鈥，而另一個根據從鈥中「難以得到」的意思取名為鏑（dysprosium）。鏑目前在許多高技術領域起著越來越重要的作用，鏑的最主要用途是（1）作為釹鐵硼系永磁體的添加劑使用，在這種磁體中添加2~3%左右的鏑，可提高其矯頑力，過去鏑的需求量不大，但隨著釹鐵硼磁體需求的增加，它成為必要的添加元素，品位必須在95～99.9%左右，需求也在迅速增加。（2）鏑用作熒光粉激活劑，三價鏑是一種有前途的單發光中心三基色發光材料的激活離子，它主要由兩個發射帶組成，一為黃光發射，另一為藍光發射，摻鏑的發光材料可作為三基色熒光粉。（3）鏑是制備大磁致伸縮合金鋱鏑鐵（Terfenol）合金的必要的金屬原料，能使一些機械運動的精密活動得以實現。（4）鏑金屬可用做磁光存貯材料，具有較高的記錄速度和讀數敏感度。（5）用於鏑燈的制備，在鏑燈中採用的工作物質是碘化鏑，這種燈具有亮度大、顏色好、色溫高、體積小、電弧穩定等優點，已用於電影、印刷等照明光源。（6）由於鏑元素具有中子俘獲截面積大的特性，在原子能工業中用來測定中子能譜或做中子吸收劑。（7）Dy3Al5O12還可用作磁致冷用磁性工作物質。隨著科學技術的發展，鏑的應用領域將會不斷的拓展和延伸。
鈥(Ho)
十九世紀後半葉，由於光譜分析法的發現和元素周期表的發表，再加上稀土元素電化學分離工藝的進展，更加促進了新的稀土元素的發現。1879年，瑞典人克利夫發現了鈥元素並以瑞典首都斯德哥爾摩地名命名為鈥（holmium）。
鈥的應用領域目前還有待於進一步開發，用量不是很大，最近，包鋼稀土研究院採用高溫高真空蒸餾提純技術，研製出非稀土雜質含量很低的高純金屬鈥Ho/∑RE>99.9%。目前鈥的主要用途有：用作金屬鹵素燈添加劑，金屬鹵素燈是一種氣體放電燈，它是在高壓汞燈基礎上發展起來的，其特點是在燈泡里充有各種不同的稀土鹵化物。目前主要使用的是稀土碘化物，在氣體放電時發出不同的譜線光色。在鈥燈中採用的工作物質是碘化鈥，在電弧區可以獲得較高的金屬原子濃度，從而大大提高了輻射效能。（2）鈥可以用作釔鐵或釔鋁石榴石的添加劑；（3）摻鈥的釔鋁石榴石（Ho:YAG）可發射2μm激光，人體組織對2μm激光吸收率高，幾乎比Hd:YAG高3個數量級。所以用Ho:YAG激光器進行醫療手術時，不但可以提高手術效率和精度，而且可使熱損傷區域減至更小。鈥晶體產生的自由光束可消除脂肪而不會產生過大的熱量，從而減少對健康組織產生的熱損傷，據報道美國用鈥激光治療青光眼，可以減少患者手術的痛苦。我國2μm激光晶體的水平已達到國際水平，應大力開發生產這種激光晶體。（4）在磁致伸縮合金Terfenol-D中，也可以加入少量的鈥，從而降低合金飽和磁化所需的外場。（5）另外用摻鈥的光纖可以製作光纖激光器、光纖放大器、光纖感測器等等光通訊器件在光纖通信迅猛的今天將發揮更重要的作用。
鉺（Er）
1843年，瑞典的莫桑德發現了鉺元素（Erbium）。鉺的光學性質非常突出，一直是人們關注的問題：（1）Er3+在1550nm處的光發射具有特殊意義，因為該波長正好位於光纖通訊的光學纖維的最低損失，鉺離子（Er3+）受到波長980nm、1480nm的光激發後，從基態4I15/2躍遷至高能態4I13/2，當處於高能態的Er3+再躍遷回至基態時發射出1550nm波長的光，石英光纖可傳送各種不同波長的光，但不同的光光衰率不同，1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時光衰減率最低（0.15分貝/公里），幾乎為下限極限衰減率。因此，光纖通信在1550nm處作信號光時，光損失最小。這樣，如果把適當濃度的鉺摻入合適的基質中，可依據激光原理作用，放大器能夠補償通訊系統中的損耗，因此在需要放大波長1550nm光信號的電訊網路中，摻鉺光纖放大器是必不可少的光學器件，目前摻鉺的二氧化硅纖維放大器已實現商業化。據報道，為避免無用的吸收，光纖中鉺的摻雜量幾十至幾百ppm。光纖通信的迅猛發展，將開辟鉺的應用新領域。（2）另外摻鉺的激光晶體及其輸出的1730nm激光和1550nm激光對人的眼睛安全，大氣傳輸性能較好，對戰場的硝煙穿透能力較強，保密性好，不易被敵人探測，照射軍事目標的對比度較大，已製成軍事上用的對人眼安全的攜帶型激光測距儀。（3）Er3+加入到玻璃中可製成稀土玻璃激光材料，是目前輸出脈沖能量最大，輸出功率最高的固體激光材料。（4）Er3+還可做稀土上轉換激光材料的激活離子。（5）另外鉺也可應用於眼鏡片玻璃、結晶玻璃的脫色和著色等。
銩（Tm）
銩元素是1879年瑞典的克利夫發現的，並以斯堪迪那維亞（Scandinavia）的舊名Thule命名為銩（Thulium）。
銩的主要用途有以下幾個方面：（1）銩用作醫用輕便X光機射線源，銩在核反應堆內輻照後產生一種能發射X射線的同位素，可用來製造攜帶型血液輻照儀上，這種輻射儀能使銩-169受到高中子束的作用轉變為銩-170，放射出X射線照射血液並使白血細胞下降，而正是這些白細胞引起器官移植排異反應的，從而減少器官的早期排異反應。（2）銩元素還可以應用於臨床診斷和治療腫瘤，因為它對腫瘤組織具有較高親合性，重稀土比輕稀土親合性更大，尤其以銩元素的親合力最大。（3）銩在X射線增感屏用熒光粉中做激活劑LaOBr:Br（藍色），達到增強光學靈敏度，因而降低了X射線對人的照射和危害，與以前鎢酸鈣增感屏相比可降低X射線劑量50%，這在醫學應用具有重要現實的意義。（4）銩還可在新型照明光源 金屬鹵素燈做添加劑。（5）Tm3+加入到玻璃中可製成稀土玻璃激光材料，這是目前輸出脈沖量最大，輸出功率最高的固體激光材料。Tm3+也可做稀土上轉換激光材料的激活離子。
鐿（Yb）
1878年，查爾斯（Jean Charles）和馬利格納克（在「鉺」中發現了新的稀土元素，這個元素由伊特必（Ytterby）命名為鐿（Ytterbium）。
鐿的主要用途有（1）作熱屏蔽塗層材料。鐿能明顯地改善電沉積鋅層的耐蝕性，而且含鐿鍍層比不含鐿鍍層晶粒細小，均勻緻密。（2）作磁致伸縮材料。這種材料具有超磁致伸縮性即在磁場中膨脹的特性。該合金主要由鐿/鐵氧體合金及鏑/鐵氧體合金構成，並加入一定比例的錳，以便產生超磁致伸縮性。（3）用於測定壓力的鐿元件，試驗證明，鐿元件在標定的壓力范圍內靈敏度高，同時為鐿在壓力測定應用方面開辟了一個新途徑。（4）磨牙空洞的樹脂基填料，以替換過去普遍使用銀汞合金。（5）日本學者成功地完成了摻鐿釓鎵石榴石埋置線路波導激光器的制備工作，這一工作的完成對激光技術的進一步發展很有意義。另外，鐿還用於熒光粉激活劑、無線電陶瓷、電子計算機記憶元件（磁泡）添加劑、和玻璃纖維助熔劑以及光學玻璃添加劑等。
鑥（Lu）
1907年，韋爾斯巴赫和尤貝恩（G.Urn）各自進行研究，用不同的分離方法從「鐿」中又發現了一個新元素，韋爾斯巴赫把這個元素取名為Cp(Cassiopeium)，尤貝恩根據巴黎的舊名lutece將其命名為Lu(Lutetium)。後來發現Cp和Lu是同一元素，便統一稱為鑥。
鑥的主要用途有（1）製造某些特殊合金。例如鑥鋁合金可用於中子活化分析。（2）穩定的鑥核素在石油裂化、烷基化、氫化和聚合反應中起催化作用。（3）釔鐵或釔鋁石榴石的添加元素，改善某些性能。（4）磁泡貯存器的原料。（5）一種復合功能晶體摻鑥四硼酸鋁釔釹，屬於鹽溶液冷卻生長晶體的技術領域，實驗證明，摻鑥NYAB晶體在光學均勻性和激光性能方面均優於NYAB晶體。（6）經國外有關部門研究發現，鑥在電致變色顯示和低維分子半導體中具有潛在的用途。此外，鑥還用於能源電池技術以及熒光粉的激活劑等。
釔(Y)
1788年，一位以研究化學和礦物學、收集礦石的業余愛好者瑞典軍官卡爾·阿雷尼烏斯（Karl Arrhenius）在斯德哥爾摩灣外的伊特必村（Ytterby），發現了外觀象瀝青和煤一樣的黑色礦物，按當地的地名命名為伊特必礦（Ytterbite）。1794年芬蘭化學家約翰·加多林分析了這種伊特必礦樣品。發現其中除鈹、硅、鐵的氧化物外，還含有約38%的未知元素的氧化物棗「新土」。1797年，瑞典化學家埃克貝格（Anders Gustaf Ekeberg）確認了這種「新土」，命名為釔土（Yttria,釔的氧化物之意）。
釔是一種用途廣泛的金屬，主要用途有:（1）鋼鐵及有色合金的添加劑。FeCr合金通常含0.5-4%釔，釔能夠增強這些不銹鋼的抗氧化性和延展性；MB26合金中添加適量的富釔混合稀土後，合金的綜合性能得到明顯的改善，可以替代部分中強鋁合金用於飛機的受力構件上；在Al-Zr合金中加入少量富釔稀土，可提高合金導電率；該合金已為國內大多數電線廠採用；在銅合金中加入釔，提高了導電性和機械強度。（2）含釔6%和鋁2%的氮化硅陶瓷材料，可用來研製發動機部件。（3）用功率400瓦的釹釔鋁石榴石激光束來對大型構件進行鑽孔、切削和焊接等機械加工。（4）由Y-Al石榴石單晶片構成的電子顯微鏡熒光屏，熒光亮度高，對散射光的吸收低，抗高溫和抗機械磨損性能好。（5）含釔達90%的高釔結構合金，可以應用於航空和其它要求低密度和高熔點的場合。（6）目前倍受人們關注的摻釔SrZrO3高溫質子傳導材料，對燃料電池、電解池和要求氫溶解度高的氣敏元件的生產具有重要的意義。此外，釔還用於耐高溫噴塗材料、原子能反應堆燃料的稀釋劑、永磁材料添加劑以及電子工業中作吸氣劑等。
鈧(Sc)
1879年，瑞典的化學教授尼爾森（L.F.Nilson, 1840~1899）和克萊夫（P.T.Cleve, 1840~1905）差不多同時在稀有的礦物硅鈹釔礦和黑稀金礦中找到了一種新元素。他們給這一元素定名為「Scandium」（鈧），鈧就是門捷列夫當初所預言的「類硼」元素。他們的發現再次證明了元素周期律的正確性和門捷列夫的遠見卓識。
鈧比起釔和鑭系元素來，由於離子半徑特別小，氫氧化物的鹼性也特別弱，因此，鈧和稀土元素混在一起時，用氨（或極稀的鹼）處理，鈧將首先析出，故應用「分級沉澱」法可比較容易地把它從稀土元素中分離出來。另一種方法是利用硝酸鹽的分極分解進行分離，由於硝酸鈧最容易分解，從而達到分離的目的。
用電解的方法可製得金屬鈧，在煉鈧時將ScCl3、KCl、LiCl共熔，以熔融的鋅為陰極電解之，使鈧在鋅極上析出，然後將鋅蒸去可得金屬鈧。另外，在加工礦石生產鈾、釷和鑭系元素時易回收鈧。鎢、錫礦中綜合回收伴生的鈧也是鈧的重要來源之一。
鈧在化合物中主要呈3價態，在空氣中容易氧化成Sc2O3而失去金屬光澤變成暗灰色。
鈧能與熱水作用放出氫，也易溶於酸，是一種強還原劑。
鈧的氧化物及氫氧化物只顯鹼性，但其鹽灰幾乎不能水解。鈧的氯化物為白色結晶，易溶於水並能在空氣中潮解。
在冶金工業中，鈧常用於製造合金（合金的添加劑），以改善合金的強度、硬度和耐熱和性能。如，在鐵水中加入少量的鈧，可顯著改善鑄鐵的性能，少量的鈧加入鋁中，可改善其強度和耐熱性。
在電子工業中，鈧可用作各種半導體器件，如鈧的亞硫酸鹽在半導體中的應用已引起了國內外的注意，含鈧的鐵氧體在計算機磁芯中也頗有前途。
在化學工業上，用鈧化合物作酒精脫氫及脫水劑，生產乙烯和用廢鹽酸生產氯時的高效催化劑。
在玻璃工業中，可以製造含鈧的特種玻璃。
在電光源工業中，含鈧和鈉製成的鈧鈉燈，具有效率高和光色正的優點。
自然界中鈧均以45Sc形式存在，另外，鈧還有9種放射性同位素，即40～44Sc和46～49Sc。其中，46Sc作為示蹤劑，已在化工、冶金及海洋學等方面使用。在醫學上，國外還有人研究用46Sc來醫治癌症。鈧的性質及用途。
稀土資源很稀缺，美日已經不開采自己國內的稀土資源，只從我國進口，我國稀土出口可以說把黃金賣成白菜價了，近幾年國家才漸漸重視起來，控制了稀土的出口量。

⑧ 鐠的應用領域

鐠在石油化工方面可用作催化劑。
鐠作為用量較大的稀土元素，很大一部分是以混合稀土的形式被利用，比如用作金屬材料的凈化變質劑、化工催化劑、農用稀土等等。以鐠釹富集物的形式加入Y型沸石分子篩中制備石油裂化催化劑，可提高催化劑的活性、選擇性和穩定性。作為塑料改性添加劑，在聚四氟乙烯（PTFE）中加入鐠釹富集物，可明顯提高PTFE的耐磨性能。
稀土永磁材料是當今最熱門的稀土應用領域。鐠單獨用作永磁材料性能並不突出，但它卻是一個能改善磁性能的優秀協同元素。無論是第一代稀土永磁材料釤鈷永磁合金，還是第三代稀土永磁材料釹鐵硼，加入適量的鐠都能有效地提高和改善永磁材料性能。如在SmCo5中加入部分Pr取代Sm可以提高永磁材料的磁能積，兩者的比例一般為80%Sm—20%Pr，若鐠加入過多反而會降低材料的矯頑力和穩定性。在第三代稀土永磁材料釹鐵硼中，添加鐠可以提高材料的矯頑力，德國、日本等國在生產高矯頑力釹鐵硼磁體時，均加入部分鐠。鐠的加入量為5%～8%，最高達10%，可取代1/3的釹。磁性材料對鐠質量要求較高，至少應達到釹的同等質量。加入鐠還能提高磁體抗氧化性能（耐空氣腐蝕）和機械性能，已被廣泛應用於各類電子器件和馬達上。
鐠還可用於研磨和拋光材料。純鈰基拋光粉通常為淡黃色，是光學玻璃的優質拋光材料，已取代拋光效率低又污染生產環境的氧化鐵紅粉。氧化釹對拋光作用不大，但鐠卻有良好的拋光性能。含鐠的稀土拋光粉會呈紅褐色，也被稱作紅粉，但這種紅不是氧化鐵紅，而是由於含有氧化鐠使稀土拋光粉顏色變深。鐠還被用新型磨削材料，製成含鐠剛玉砂輪。與白剛玉相比，在磨削碳素結構鋼、不銹鋼、高溫合金時，效率和耐用性可提高30%以上。為了降低成本，過去多用鐠釹富集物為原料，故稱鐠釹剛玉砂輪。
鐠在光纖領域的用途也越來越廣，已開發出在1300~1360nm譜區起放大作用的摻鐠光纖放大器（PDFA），技術日趨成熟。PDFA以其優異的性能價格比，對中國當前大量鋪設的1550nm的CATV系統光纖有線電視的興建改造與系統升級有著重大的實際意義。PDFA將從根本上改變現有的1550nmCATV的網路格局,使1310nmCATV系統在HFC系統改造中成為替代1550nm系統的理想選擇。

⑨ 超穩Y型沸石（USY）比Y型沸石的性能有什麼變化

超穩Y型沸石（USY）比Y型沸石的性能有什麼變化
(1)熱穩定性及水熱穩定性提高；
(2)氫轉移能力降低，汽油中烯烴含量增加，汽油辛烷值提高；
(3)焦炭產率降低，改善了焦炭選擇性；
(4)裂化活性降低，汽油收率降低，相應柴油收率提高，總液體收率增加。

⑩ 什麼是稀土催化劑

含有稀土元素的催化劑。如汽車尾氣凈化劑等。