沸石分子篩催化劑英文解釋翻譯、沸石分子篩催化劑的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 zeolite(molecular sieve)catalyst

分詞翻譯：

沸石的英語翻譯：

zeolite
【化】 zeolite; zeolites
【醫】 zeolite

分子篩催化劑的英語翻譯：

【化】 molecular sieve based catalysts; molecular sieve catalyst

專業解析

沸石分子篩催化劑（Zeolite Molecular Sieve Catalyst）是一種具有規則微孔結構的無機晶體材料，主要成分為矽鋁酸鹽，因其獨特的孔道結構和表面酸性，被廣泛用作高效、選擇性催化劑。其核心定義與特性如下：

一、術語解析與定義

沸石（Zeolite）
源自希臘語“zeo”（沸騰）與“lithos”（石頭），指天然或合成的矽鋁酸鹽礦物，加熱時因吸附水釋放産生“沸騰”現象。其晶體結構由SiO₄和AlO₄四面體通過氧原子連接形成三維網狀骨架，構成均勻納米級孔道。
分子篩（Molecular Sieve）
指材料能根據分子尺寸與形狀選擇性吸附或分離物質。沸石的孔徑通常在0.3–1.0 nm，僅允許特定尺寸分子進入孔道，實現“篩分”效應。
催化劑（Catalyst）
指通過提供反應路徑降低活化能、加速化學反應速率，且自身不被消耗的物質。沸石分子篩因其酸性位點（如布朗斯特酸和路易斯酸）及擇形性成為高效催化劑。

二、核心催化機制

擇形催化（Shape-Selective Catalysis）
沸石的規整孔道僅允許特定構型分子進入并反應。例如ZSM-5分子篩（孔徑0.55 nm）可選擇性催化對二甲苯生成，抑制鄰、間位異構體。

表面酸性調控
鋁原子取代矽産生負電荷，由質子（H⁺）或金屬離子平衡形成酸性位，促進裂解、異構化等反應。酸強度可通過矽鋁比調節，反應通式為：

$$ ce{Si-OH-Al + R+ -> [Si-O-Al]^- + RH} $$

（R⁺為碳正離子中間體）。

三、工業應用領域

石油煉制
FCC（流化催化裂化）工藝中Y型沸石催化劑将重油裂解為汽油、柴油，提升輕質油收率（美國能源部數據，轉化率提高20–30%）。

化工合成
ZSM-5催化甲醇制汽油（MTG）、乙苯脫氫制苯乙烯，選擇性>90%（ACS Catalysis研究證實）。

環保領域
Cu/SSZ-13沸石催化劑用于柴油車尾氣SCR脫硝（NOₓ轉化率>95%），滿足國六排放标準。

權威參考文獻

International Zeolite Association. Framework Type Codes. iza-online.org
U.S. Department of Energy. Catalysis for Bioenergy. energy.gov
ACS Publications. Zeolite Catalysis in Organic Transformations. pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03404
Nature Materials. Shape-Selectivity in Zeolite Catalysis. nature.com/articles/s41563-019-0411-7
Journal of Catalysis. FCC Catalyst Design. sciencedirect.com/science/article/pii/S0021951718304789

網絡擴展解釋

沸石分子篩催化劑是一種以沸石（又稱分子篩）為核心材料的多孔催化劑，具有獨特的結構和催化性能。以下從結構、功能、類型和應用等方面進行詳細解釋：

1.結構與組成

沸石分子篩是由矽氧四面體（SiO₄）和鋁氧四面體（AlO₄）通過氧橋鍵連接形成的三維微孔晶體結構。其化學組成可表示為：
$$ M_{x/n}[(AlO_2)_x·(SiO_2)_y]·ZH_2O $$
其中，M為金屬陽離子（如Na⁺、K⁺、Ca²⁺等），用于平衡鋁氧四面體的負電荷。這種結構形成了均勻的孔徑（通常為0.3~2.0 nm），能選擇性吸附或排斥不同大小的分子，因此得名“分子篩”。

2.催化功能與優勢

酸性活性位點：表面含有強酸中心，晶孔内存在極化電場，適合催化裂化、異構化等反應。
擇形選擇性：孔徑大小限制反應物或産物的進出，實現特定反應路徑控制。
穩定性：耐高溫、耐水蒸氣，適用于苛刻反應條件。

3.主要類型

按結構分類：A型（立方晶系，孔徑約4Å）、X型、Y型等。
按金屬摻雜：可引入鐵、銅、釩等金屬元素，形成多相催化劑，擴展應用範圍。

4.應用領域

石油化工：催化裂化（如煉油）、芳環羟基化（如苯酚生産）。
環保與能源：氣體吸附分離（如CO₂捕獲）、VOCs治理。
精細化工：綠色合成（如雙氧水參與的反應）。

5.發展曆史

天然沸石發現于18世紀，19世紀發現其吸附和離子交換特性，20世紀人工合成技術推動其工業化應用。目前，通過金屬摻雜和結構調控，沸石分子篩催化劑在高效、環保生産中持續發揮重要作用。

如需更完整的分類或制備方法，可參考、4、7等來源。