Ayakan molekular nyaéta bahan anu pori-pori (liang anu leutik pisan) ukuranana seragam.Diaméter pori ieu ukuranana sarua jeung molekul leutik, sahingga molekul badag teu bisa asup atawa adsorbed, sedengkeun molekul leutik bisa.Salaku campuran molekul migrasi ngaliwatan ranjang stasioner tina porous, zat semi-padet disebut tabung (atawa matrix), komponén nu beurat molekul pangluhurna (anu teu bisa nembus kana pori molekular) ninggalkeun bed heula, dituturkeun ku molekul-molekul anu leuwih leutik.Sababaraha ayakan molekular dipaké dina kromatografi ukuran-pangaluaran, téhnik separation nu sorts molekul dumasar kana ukuranana.Ayakan molekular séjén dipaké salaku desiccants (sababaraha conto kaasup areng diaktipkeun jeung silika gél).
Diaméter pori tina ayakan molekular diukur dina ångströms (Å) atawa nanometer (nm).Numutkeun notasi IUPAC, bahan microporous boga diaméter pori kurang ti 2 nm (20 Å) jeung bahan macroporous boga diaméter pori leuwih gede ti 50 nm (500 Å);kategori mesoporous sahingga perenahna di tengah kalayan diaméter pori antara 2 jeung 50 nm (20–500 Å).
Bahan
Ayakan molekular tiasa microporous, mesoporous, atanapi macroporous material.
bahan microporous (
●Zéolit (mineral aluminosilikat, teu matak bingung jeung aluminium silikat)
●Zéolit LTA: 3–4 Å
●Kaca porous: 10 Å (1 nm), sareng ka luhur
●Karbon aktif: 0–20 Å (0–2 nm), jeung ka luhur
● Liat
●Montmorillonite intermixes
●Halloysite (endellite): Dua bentuk umum kapanggih, nalika dihidrasi liat némbongkeun jarak 1 nm tina lapisan jeung nalika dehydrated (meta-halloysite) jarak 0,7 nm.Halloysite sacara alami lumangsung salaku silinder leutik anu diaméterna rata-rata 30 nm kalayan panjangna antara 0,5 sareng 10 mikrométer.
Bahan Mesopori (2–50 nm)
Silikon dioksida (dipaké pikeun nyieun silika gél): 24 Å (2,4 nm)
Bahan makroporous (> 50 nm)
Silika makroporous, 200–1000 Å (20–100 nm)
Aplikasi[édit | édit sumber]
Ayakan molekular sering dianggo dina industri minyak bumi, khususna pikeun ngagaringkeun aliran gas.Contona, dina industri gas alam cair (LNG), eusi cai gas perlu diréduksi jadi kirang ti 1 ppmv pikeun nyegah sumbatan disababkeun ku és atawa métana clathrate.
Di laboratorium, ayakan molekular dianggo pikeun ngagaringkeun pangleyur."Sieves" geus kabuktian leuwih unggul ti téhnik drying tradisional, nu mindeng employ desiccants agrésif.
Dina istilah zeolit, ayakan molekular dipaké pikeun rupa-rupa aplikasi katalitik.Éta ngatalisan isomerisasi, alkilasi, sareng époksidasi, sareng dianggo dina prosés industri skala ageung, kalebet hydrocracking sareng cracking katalitik cairan.
Éta ogé dianggo dina filtrasi suplai hawa pikeun alat pernapasan, contona anu dianggo ku panyilem scuba sareng petugas pemadam kebakaran.Dina aplikasi sapertos kitu, hawa disayogikeun ku compressor hawa sareng dialirkeun saringan kartrij anu, gumantung kana aplikasina, dieusi ku tabung molekular sareng / atanapi karbon diaktipkeun, tungtungna dianggo pikeun ngeusi tangki hawa engapan. Saringan sapertos tiasa ngaleungitkeun partikulat. jeung produk knalpot compressor ti suplai hawa engapan.
persetujuan FDA.
FDA AS geus ti April 1, 2012, disatujuan natrium aluminosilicate pikeun kontak langsung jeung barang consumable handapeun 21 CFR 182.2727. Saméméh persetujuan ieu Uni Éropa geus dipaké sieves molekular jeung farmasi sarta nguji bebas ngusulkeun yén sieves molekular minuhan sagala syarat pamaréntah tapi industri éta henteu daék ngabiayaan tés mahal anu diperyogikeun pikeun persetujuan pamaréntah.
Regenerasi
Métode pikeun régenerasi ayakan molekular ngawengku parobahan tekanan (saperti dina konséntrator oksigén), pemanasan jeung purging ku gas pembawa (sakumaha dipaké dina dehidrasi étanol), atawa pemanasan dina vakum tinggi.Suhu régenerasi rupa-rupa ti 175 °C (350 °F) nepi ka 315 °C (600 °F) gumantung kana jenis ayakan molekular.Sabalikna, silika gél bisa dihasilkeun deui ku cara dipanaskeun dina oven biasa nepi ka 120 °C (250 °F) salila dua jam.Nanging, sababaraha jinis silika gél bakal "pop" nalika kakeunaan cai anu cukup.Ieu disababkeun ku pegatna spheres silika nalika ngahubungan cai.
| Modél | Diaméter pori (Ångström) | Kapadetan bulk (g/ml) | cai diserep (% b/b) | Pamakéan | |
| 3Å | 3 | 0.60–0.68 | 19–20 | 0.3–0.6 | Desikasitinacracking minyak bumigas jeung alkéna, adsorpsi selektif H2O dinakaca terisolasi (IG)sarta polyurethane, drying tinasuluh étanolkeur nyampur jeung béngsin. |
| 4Å | 4 | 0.60–0.65 | 20–21 | 0.3–0.6 | Adsorpsi cai dinanatrium aluminosilikatanu disatujuan FDA (tingalihandap) dipaké salaku tabung molekular dina wadah médis tetep eusi garing sarta salakuaditif dahareunngabogaanE-nomerE-554 (agén anti caking);Dipikaresep pikeun dehidrasi statik dina sistem cair atawa gas katutup, misalna, dina bungkusan obat, komponén listrik jeung bahan kimia gampang rusak;scavenging cai dina percetakan jeung sistem plastik sarta drying aliran hidrokarbon jenuh.Spésiés anu diserep kalebet SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6, sareng C3H6.Umumna dianggap agén drying universal dina media polar jeung nonpolar;[12]pamisahan tinagas alamjeungalkéna, adsorption cai dina non-nitrogén sénsitippolyurethane |
| 5Å-DW | 5 | 0.45–0.50 | 21–22 | 0.3–0.6 | Degreasing jeung tuang depresi titik tinapenerbangan minyak tanahjeungsolar, jeung pemisahan alkéna |
| 5Å leutik oksigén-enriched | 5 | 0.4–0.8 | ≥23 | Dirancang husus pikeun generator oksigén médis atawa cageur[cutatan diperlukeun] | |
| 5Å | 5 | 0.60–0.65 | 20–21 | 0.3–0.5 | Desiccation jeung purifikasi hawa;dehidrasijeungdesulfurisasigas alam jeunggas minyak bumi cair;oksigénjeunghidrogénproduksi kuadsorpsi tekanan ayunprosés |
| 10X | 8 | 0.50–0.60 | 23–24 | 0.3–0.6 | Sorption efisien tinggi, dipaké dina desiccation, decarburization, desulfurization gas jeung cair jeung separation ofhidrokarbon aromatik |
| 13X | 10 | 0.55–0.65 | 23–24 | 0.3–0.5 | Desiccation, desulfurization jeung purifikasi gas minyak bumi jeung gas alam |
| 13X-AS | 10 | 0.55–0.65 | 23–24 | 0.3–0.5 | Dekarburisasijeung desiccation dina industri separation hawa, separation nitrogén tina oksigén dina concentrators oksigén |
| Cu-13X | 10 | 0.50–0.60 | 23–24 | 0.3–0.5 | Manisan(ngahapustiols) tinasuluh aviationsarta pakaithidrokarbon cair |
Kamampuh adsorpsi
3Å
Rumus kimia perkiraan: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O
Babandingan silika-alumina: SiO2 / Al2O3≈2
Produksi
3A ayakan molekular dihasilkeun ku bursa kation ofkaliumpikeunnatriumdina ayakan molekular 4A (Tingali di handap)
Pamakéan
Ayakan molekular 3Å teu nyerep molekul anu diaméterna leuwih badag batan 3 Å.Karakteristik tina ayakan molekular ieu kalebet laju adsorpsi gancang, kamampuan regenerasi sering, résistansi anu hadé sareng résistansi.lalawanan polusi.Fitur ieu tiasa ningkatkeun efisiensi sareng umur saringan.Ayakan molekular 3Å mangrupikeun desiccant anu dipikabutuh dina industri minyak bumi sareng kimia pikeun ngamurnikeun minyak, polimérisasi, sareng pengeringan jero gas-cair kimia.
Ayakan molekular 3Å dianggo pikeun ngagaringkeun sajumlah bahan, sapertosétanol, hawa,refrigerants,gas alamjeunghidrokarbon teu jenuh.Anu terakhir kalebet gas cracking,asetilena,étiléna,propilénajeungbutadiena.
Ayakan molekular 3Å dimangpaatkeun pikeun ngaluarkeun cai tina étanol, anu engkéna tiasa dianggo langsung salaku bahan bakar bio atanapi henteu langsung pikeun ngahasilkeun rupa-rupa produk sapertos bahan kimia, pangan, farmasi, sareng seueur deui.Kusabab distilasi normal teu bisa miceun kabeh cai (produk samping nu teu dihoyongkeun tina produksi étanol) tina aliran prosés étanol alatan kabentuknaazeotropkira-kira 95,6 persén konsentrasi ku beurat, manik ayakan molekular dipaké pikeun misahkeun étanol jeung cai dina tingkat molekular ku adsorbing cai kana manik sarta ngidinan étanol lulus kalawan bébas.Sakali manik pinuh ku cai, suhu atawa tekanan bisa dimanipulasi, sahingga cai bisa dileupaskeun tina manik tabung molekular.[15]
Ayakan molekular 3Å disimpen dina suhu kamar, kalayan kalembaban relatif teu langkung ti 90%.Éta disegel dina tekanan anu dikurangan, dijauhkeun tina cai, asam sareng alkali.
4Å
Rumus kimia: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O
Babandingan silikon-aluminium: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)
Produksi
Produksi ayakan 4Å kawilang lugas sabab henteu meryogikeun tekanan anu luhur atanapi suhu anu langkung luhur.Ilaharna leyuran cai tinanatrium silikatjeungnatrium aluminatdigabungkeun dina 80 ° C.Produk impregnated pangleyur "diaktipkeun" ku "baking" dina 400 °C 4A ayakan ngawula salaku prékursor pikeun 3A na 5A ayakan ngaliwatan.pertukaran kationtinanatriumpikeunkalium(pikeun 3A) atawakalsium(pikeun 5A)
Pamakéan
Pangleyur garing
Ayakan molekular 4Å seueur dianggo pikeun ngagaringkeun pangleyur laboratorium.Éta tiasa nyerep cai sareng molekul-molekul sanés kalayan diaméter kritis kirang ti 4 Å sapertos NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6, sareng C2H4.Éta téh loba dipaké dina drying, pemurnian jeung purifikasi cair jeung gas (sapertos persiapan argon).
Aditif agén poliéster[édit]
Ayakan molekular ieu dipaké pikeun mantuan detergents sabab bisa ngahasilkeun cai demineralized ngaliwatankalsiumbursa ion, nyabut jeung nyegah déposisi kokotor.Éta téh loba dipaké pikeun ngagantifosfor.Ayakan molekular 4Å maénkeun peran utama pikeun ngagentos natrium tripolifosfat salaku tambahan deterjen pikeun ngirangan dampak lingkungan tina deterjen.Éta ogé tiasa dianggo salaku asabunagén ngabentuk jeung diodol.
Pangolahan runtah ngabahayakeun
Ayakan molekular 4Å tiasa ngamurnikeun limbah spésiés kationik sapertosamoniumion, Pb2+, Cu2+, Zn2+ jeung Cd2+.Kusabab selektivitas anu luhur pikeun NH4 + aranjeunna parantos suksés diterapkeun di lapangan pikeun meranganeutrofikasijeung épék séjén dina saluran cai alatan ion amonium kaleuleuwihan.Ayakan molekular 4Å ogé parantos dianggo pikeun ngaleungitkeun ion logam beurat anu aya dina cai kusabab kagiatan industri.
Tujuan séjén
Theindustri metalurgi: agén pisah, separation, ékstraksi kalium brine,rubidium,cesium, jsb.
Industri pétrokimia,katalis,desiccant, adsorbent
Tatanén:conditioner taneuh
Ubar: beban pérakséolitagén antibakteri.
5Å
Rumus kimia: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2 •4.5H2O
Babandingan silika-alumina: SiO2 / Al2O3≈2
Produksi
5A ayakan molekular dihasilkeun ku bursa kation ofkalsiumpikeunnatriumdina ayakan molekular 4A (Tingali di luhur)
Pamakéan
lima-ångström(5Å) ayakan molekular mindeng dipaké dinaminyak bumiindustri, utamana pikeun purifikasi aliran gas sarta di laboratorium kimia pikeun misahkeunsanyawajeung bahan mimiti réaksi drying.Éta ngandung pori-pori leutik tina ukuran anu tepat sareng seragam, sareng dianggo salaku adsorben pikeun gas sareng cair.
Ayakan molekular lima-ångström dipaké pikeun garinggas alam, dibarengan ku pintonandesulfurisasijeungdekarbonasitina gas.Éta ogé bisa dipaké pikeun misahkeun campuran oksigén, nitrogén jeung hidrogén, sarta minyak-lilin n-hidrokarbon tina cabang jeung hidrokarbon polisiklik.
Ayakan molekular lima-ångström disimpen dina suhu kamar, kalayan akalembaban relatifkirang ti 90% dina tong karton atanapi bungkusan karton.Ayakan molekular henteu kedah langsung kakeunaan hawa sareng cai, asam sareng alkali kedah dihindari.
Morfologi ayakan molekular
Ayakan molekular sayogi dina rupa-rupa bentuk sareng ukuran.Tapi manik buleud boga kaunggulan leuwih bentuk sejen sabab nawarkeun turunna tekanan handap, tahan attrition sabab teu boga edges seukeut, sarta boga kakuatan alus, nyaéta gaya naksir diperlukeun per unit aréa leuwih luhur.Ayakan molekular manik-manik tinangtu nawiskeun kapasitas panas anu langkung handap sahingga ngirangan kabutuhan énergi salami regenerasi.
Kauntungan sejenna tina ngagunakeun sieves molekular beaded nyaeta dénsitas bulk biasana leuwih luhur ti bentuk sejen, sahingga pikeun sarat adsorption sarua volume tabung molekular diperlukeun kirang.Ku kituna bari ngalakukeun de-bottlenecking, hiji bisa ngagunakeun sieves molekular beaded, beban leuwih adsorbent dina volume sarua, sarta ulah aya modifikasi wadah.
waktos pos: Jul-18-2023
