DICP科普一下∣CHA分子筛

CHA分子筛是一种具有规则孔道结构的微孔晶体材料,其名称来源于其独特的“菱沸石”骨架结构。菱沸石(Chabazite)是一种天然矿物,科学家们从“Chabazite”这个单词中选取了前三个字母“CHA”,来命名所有与菱沸石具有相同晶体骨架结构的人工合成及天然沸石/分子筛。

CHA分子筛具有结构精妙且独特的孔道系统,孔口尺寸约为0.38纳米。正是这扇“狭窄的房门”,赋予了CHA型分子筛优异的择形选择性,使其只允许比门口尺寸小的分子(如水、二氧化碳、甲醇等)自由进出,分子尺寸较大的分子则被挡在门外。这种“看人下菜碟”的本领,是它一切应用的核心基础。

此外,分子筛的化学组成对其应用价值也有着重要的影响。一般来说,CHA分子筛具有硅-铝(Si-Al-O)的元素组成单元,当其Si/Al比较低时,CHA分子筛如同一种高效的“分子海绵”,能够实现对某些气体混合物的高效分离;而当其Si/Al比较高时,我们一般称其为SSZ-13,其最具代表性的应用则是在汽车尾气氮氧化物选择性催化还原中。值得一提的是,CHA分子筛家族中还有一位非常“杰出”的“后代”——SAPO-34,其在甲醇制烯烃(MTO)中得到重要且广泛的应用,也让CHA分子筛成为了名扬工业界的“功臣”。

总之,CHA分子筛凭借其独特的孔道结构组成,使其在筛选分子和催化反应中都显示出独特的能力。 (文/王晓贺 图/陈思)

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