王金秀，洪锦德

(复旦大学 先进材料实验室，上海 200438)

0 引 言

5A 分子筛是一种具有立方晶格结构的钙型铝硅酸盐，又称CaA 型沸石，是由Ca2+交换 NaA（理想晶胞为：Na96(Al96Si96O384)·216H2O）分子筛骨架中至少70%的Na+二次合成加工而成[1]。5A 分子筛孔隙结构发达，价格相对低廉，具有优良的选择性吸附作用，广泛应用于正异构烷烃的分离、氧氮分离，以及化工、石油天然气、氨分解气体和其他工业气体及液体的干燥和精制[2-6]。

5A 沸石分子筛的有效孔道孔径约为0.5 nm，目前对其孔径分布的测定一般使用物理吸附仪通过气体吸附来表征。气体吸附法的基本原理是将已知分子截面积的气体分子作为探针，在一定条件下使气体分子覆盖被测样品表面以及充满所有孔隙，通过计算得到样品孔隙空间的孔径分布、比表面积等一系列参数。测试常用的吸附质气体包括N2、Ar和CO2，这3种气体的动力学直径分别为0.36 nm、0.34 nm 和0.33 nm[7]。尽管这些气体的分子尺寸非常接近，但是分子结构及性质不同，在样品上的吸附势能以及进入的孔也各不相同，因此所得的孔径分布结果往往也存在差异[8]。除了吸附质气体，吸附温度等测试条件以及计算方法也会影响孔径分布的结果[9-10]。目前，国内外学者在对5A 沸石分子筛孔径分析上，采用的吸附质气体以及计算方法仍有不同，如Yu 等[11]在77 K 的N2下进行吸附测试，并采用HK（Horvath-Kawazoe）计算方法，得到所购买5A 沸石分子筛的孔径为0.5 nm 左右；Cui 等[12]通过273 K 的CO2吸附，采用HK 计算方法，得到具有不同二次孔径5A 沸石的微孔孔径范围在0.42～0.56 nm；Hirscher 等[13]在87 K 的Ar 下进行吸附测试，采用NLDFT（非限定域密度泛函理论）计算法，得到所购买的5A 沸石分子筛的孔径为0.582 nm。……