【化】 molecular sieve
分子篩（molecular sieve）是由鋁矽酸鹽或合成多孔材料構成的晶體結構物質，其核心功能是通過均一孔徑實現分子級别的選擇性吸附與分離。根據國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）定義，這類材料具有精确的孔道尺寸（0.3-2.0 nm），可依據分子大小、極性及形狀進行篩分。
關鍵特性解析
晶體結構類型
沸石型分子篩（如3A、4A、5A型）采用三維網狀骨架，孔徑由氧環構成，例如4A型對應4Å孔徑。金屬有機框架（MOFs）等新型分子篩則通過金屬節點與有機配體形成可調控孔道。
吸附機制
基于倫敦色散力和靜電力作用，優先吸附極性分子（如水、二氧化碳）。美國化學會（ACS）研究指出，其吸附容量可達自身重量的20%-30%。
工業應用
《材料科學大辭典》特别強調，分子篩再生溫度需控制在200-350℃區間，高溫處理可能導緻結構坍塌。當前技術發展已延伸至生物醫藥領域，用于藥物緩釋系統和血液透析膜材料研發。
分子篩是一種具有均勻微孔結構的材料，能夠根據分子大小和極性進行選擇性吸附或分離。以下是其詳細解析：
分子篩狹義上指結晶态的矽鋁酸鹽化合物，由矽氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵連接形成多孔結構。廣義上則指任何具有規整孔道、能篩分分子的物質，孔徑通常在0.3-2 nm之間。
| 分類依據 | 類型示例 | 特點 |
|---|---|---|
| 孔徑尺寸 | 微孔（<2 nm） | 如A型分子篩，用于氣體幹燥 |
| 介孔（2-50 nm） | 適用于大分子催化反應 | |
| 化學組成 | 矽鋁酸鹽分子篩 | 如沸石，占主流應用 |
| 磷酸鋁分子篩 | 新型材料，孔徑可調 | |
| 應用場景 | 3A（幹燥乙醇） | 孔徑0.3 nm，防大分子吸附 |
| 13X（空氣分離） | 氮氧分離效率達95%以上 |
通過分子間的範德華力和孔道限域效應實現篩分：
$$ Delta G = -RTln K{ads} $$
其中吸附平衡常數( K{ads} )與分子極性、尺寸匹配度正相關。小分子優先進入孔道被吸附，大分子則被排除。
注：完整分類及應用案例可參考搜狗百科、道客巴巴等來源。
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