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X型及Y型分子筛的晶体结构。
X型及Y型分子筛是应用较广的二种沸石,它们都属于八面沸石型,其晶体结构xx相同,两者的区别在于硅铝比(SiO2/Al203)的不同。虽然单位晶胞都含有192个硅铝原子,但Y型的硅含量要高一些,更接近于八面沸石。正由于硅铝比的不同,这两种类型的分子筛在耐酸性、热稳定性等方面都有所差异。
八面沸石型晶体结构类似于金刚石的结构。金刚石的晶体是由碳原子所组成的,碳原子它有四个化学键,在空间互成一个角度(约109。),碳原子之间彼此以化学键相连接。若以削角八面体(即β笼)代替金刚石晶体中的所有碳原子,相邻的β笼之间通过六员环用六个氧桥互相连接(削角八面体有八个六员环,只能用其中的四个,且一个隔一个地来相互连接)。这样连接起来的结构就是八面沸石,也就是X型及Y型分子的晶体结构。
和A型分子筛一样,当β笼按上述方式互相连接时,也形成两种新的笼子,一种是当两个β笼通过六员环用氧桥互相连接时所形成的笼子,这种笼子实际上是一个六角棱柱体,称作六角柱笼,六角柱笼的体积比β笼要小;另一种新的笼叫"八面沸石笼",它是由β笼和六角柱笼所包围而成的。八面沸石笼由十八个四员环、四个六员环及四个十二员环所构成。八面沸石笼与八面沸石笼通过十二员环连通,它的体积比β笼要大得多,空腔体积为850埃3,平均直径为12.5埃。
八面沸石笼是X型和Y型分子筛的最主要的空穴,它通过六员环或四员环与周围的β笼相通,通过四员环与周围的六角柱笼相连,更重要的是通过四个十二员环和周围相邻的另外四个八面沸石笼相通。十二员环的直径为8~9埃,是X型和Y型分子筛的主要通道。
X型和Y型分子筛的单位晶胞都含有192个硅氧(包括铝氧)四面体,相当于八个β笼。典型X型分子筛的晶胞化学式为
Na86[(AlO2)86(SiO2)106]•264H20             (3)
实际上根据SiO2/Al203比的不同,晶胞化学式也是有差别的。典型Y型分子筛的晶胞化学式为
Na56[(AlO2)56(SiO2)136]•264H20                 (4)
八面沸石中的阳离子常分布在一定的位置上,这些位置常用一些符号来表示。对于钠型八面沸石来说,阳离子有三种位置(SI、SII、SIII),SI位于六角柱笼内,每个晶胞有16个位置;SII位于β笼的六员环附近,每个晶胞有32个位置;SIII位于β笼的四员环上,每个晶胞有48个位置。
在用其他金属离子交换八面沸石中钠离子的过程中,发现有更多的阳离子分布位置,这些位置一般处在立方晶胞的对角线上,以S1、S2、S3、S4、S5私U等符号来表示。表1列出了这些位置的名称及数目。
应该指出,这六种阳离子分布位置与上述的三种阳离子分布位置并不xx相对应。由于金属离子在晶体中所处的位置不同,其性能也不同。
X型及Y型分子筛的笼子里也是充满了水分子的,和A型分子筛一样,也可用加热的方法将其除去。脱水后的晶体,具有强烈地吸附水或其


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