In molekulêre sieve is in materiaal mei poarjes (tige lytse gatten) fan unifoarme grutte

In molekulêre sieve is in materiaal mei poarjes (tige lytse gatten) fan unifoarme grutte. Dizze poardiameters binne yn grutte ferlykber mei lytse molekulen, en dus kinne grutte molekulen net yngean of wurde adsorbearre, wylst lytsere molekulen kinne. As in mingsel fan molekulen migreart troch it stasjonêre bêd fan poreuze, semi-fêste stof dy't oantsjutten wurdt as in sieve (of matrix), ferlitte de komponinten fan it heechste molekulêre gewicht (dy't net yn 'e molekulêre poaren kinne passe) it bêd earst, folge troch opienfolgjende lytsere molekulen. Guon molekulêre sieves wurde brûkt yn grutte-útsluting-chromatografy, in skiedingstechnyk dy't molekulen sortearret op basis fan har grutte. Oare molekulêre sieves wurde brûkt as desiccants (guon foarbylden omfetsje aktivearre houtskoal en silikagel).
De poardiameter fan in molekulêre sieve wurdt metten yn ångströms (Å) of nanometers (nm). Neffens IUPAC-notaasje hawwe mikroporeuze materialen poardiameters fan minder dan 2 nm (20 Å) en makroporeuze materialen hawwe poardiameters fan grutter dan 50 nm (500 Å); de mesopoare kategory leit dus yn it midden mei poardiameters tusken 2 en 50 nm (20–500 Å).
Materialen
Molekulêre sieves kinne mikroporeus, mesoporous of makroporeus materiaal wêze.
Mikroporeus materiaal (
● Zeoliten (aluminiumsilikaatmineralen, net te betiizjen mei aluminiumsilikaat)
●Zeolite LTA: 3–4 Å
● Poreus glês: 10 Å (1 nm), en omheech
Aktive koalstof: 0–20 Å (0–2 nm), en omheech
●Klaaien
●Montmorillonite intermixes
●Halloysite (endelite): Twa mienskiplike foarmen wurde fûn, by hydratisearre de klaai fertoant in 1 nm ôfstân fan de lagen en as dehydratisearre (meta-halloysite) de ôfstân is 0,7 nm. Halloysite komt natuerlik foar as lytse silinders dy't gemiddeld 30 nm yn diameter binne mei lingten tusken 0,5 en 10 mikrometer.
Mesoporeus materiaal (2-50 nm)
Silisiumdioxide (brûkt om silikagel te meitsjen): 24 Å (2,4 nm)
Makroporeus materiaal (>50 nm)
Makroporous silika, 200–1000 Å (20–100 nm)
Applikaasjes[bewurkje seksje | boarne bewurkje]
Molekulêre sieves wurde faak brûkt yn 'e petroleumindustry, benammen foar it droegjen fan gasstreamen. Bygelyks, yn 'e yndustry foar floeibere ierdgas (LNG) moat de wetterynhâld fan it gas werombrocht wurde nei minder dan 1 ppmv om blokkades te foarkommen troch iis of metaanklatraat.
Yn it laboratoarium wurde molekulêre sieves brûkt om oplosmiddel te droegjen. "Sieven" hawwe bewiisd te wêzen superieur oan tradisjonele drogen techniken, dy't faak brûke agressive desiccants.
Under de term zeoliten wurde molekulêre sieven brûkt foar in breed oanbod fan katalytyske tapassingen. Se katalysearje isomerisaasje, alkylaasje en epoxidaasje, en wurde brûkt yn grutskalige yndustriële prosessen, ynklusyf hydrokraken en floeiend katalytysk kraken.
Se wurde ek brûkt yn de filtraasje fan lucht foarrieden foar sykheljen apparaten, bygelyks dy brûkt troch dûkers en brânwachtminsken. Yn sokke tapassingen wurdt lucht oanfierd troch in luchtkompressor en wurdt troch in patroanfilter brocht dy't, ôfhinklik fan de tapassing, fol is mei molekulêre sieve en/of aktive koalstof, en úteinlik wurdt brûkt om azemluchttanks op te laden. Sa'n filtraasje kin dieltsjes fuortsmite en compressor exhaust produkten út de sykheljen lucht oanbod.
FDA goedkarring.
De US FDA hat per 1 april 2012 natriumaluminosilikaat goedkard foar direkt kontakt mei verbruiksartikelen ûnder 21 CFR 182.2727. Foarôfgeand oan dizze goedkarring hie de Jeropeeske Uny molekulêre sieves brûkt mei farmaseutyske produkten en unôfhinklike testen suggerearren dat molekulêre sieven foldogge oan alle oerheidseasken, mar de yndustry wie net ree om de djoere testen te finansieren dy't nedich wiene foar goedkarring fan 'e regearing.
Regeneraasje
Metoaden foar regeneraasje fan molekulêre sieves omfetsje drukferoaring (lykas yn soerstofkonsintrators), ferwaarming en purging mei in dragergas (lykas by brûkt yn ethanol-dehydratisaasje), of ferwaarming ûnder heech fakuüm. Regeneraasjetemperatueren fariearje fan 175 °C (350 °F) oant 315 °C (600 °F) ôfhinklik fan molekulêre sievetype. Yn tsjinstelling kin silikagel wurde regenerearre troch it yn in gewoane oven te ferwaarmjen oant 120 °C (250 °F) foar twa oeren. Guon soarten silikagel sille lykwols "pop" as se bleatsteld oan genôch wetter. Dit wurdt feroarsake troch it brekken fan 'e silika-bollen by kontakt mei it wetter.

Model	Pore ​​diameter (Ångström)	Bulk tichtens (g/ml)	Adsorbed wetter (% w/w)	Attrition of abrasion, W(% w/w)	Gebrûk
3Å	3	0,60–0,68	19–20	0,3–0,6	Desiccationfanpetroleum krakengas en alkenen, selektive adsorpsje fan H2O ynisolearre glês (IG)en polyurethane, drogen fanethanol brânstoffoar it mingjen mei benzine.
4Å	4	0,60–0,65	20–21	0,3–0,6	Adsorpsje fan wetter ynnatrium aluminosilicatedat is FDA goedkard (sjochûnder) brûkt as molekulêre sieve yn medyske konteners om ynhâld droech te hâlden en asiten additiefhawwendeE-nûmerE-554 (anti-koekmiddel); Foarkar foar statyske útdroeging yn sletten floeistof- of gassystemen, bygelyks yn ferpakking fan drugs, elektryske komponinten en bederflike gemikaliën; wetterreiniging yn printsjen en plestiksystemen en it droegjen fan verzadigde koalwetterstreamen. Adsorbearre soarten omfetsje SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6, en C3H6. Algemien beskôge as in universele droege agent yn polar en nonpolar media;[12]ôfskieding fanierdgasenalkenes, adsorpsje fan wetter yn net-stikstof gefoelichpolyurethane
5Å-DW	5	0,45-0,50	21–22	0,3–0,6	Degreasing en pour punt depresje fanloftfeart kerosineendiesel, en alkenes skieding
5Å lytse soerstof-ferrike	5	0,4–0,8	≥23		Spesjaal ûntworpen foar medyske as sûne soerstofgenerator[sitaat nedich]
5Å	5	0,60–0,65	20–21	0,3-0,5	Desiccation en suvering fan lucht;útdroegingendesulfurizationfan ierdgas enfloeiber petroleumgas;soerstofenwetterstofproduksje trochdruk swing adsorpsjeproses
10X	8	0,50-0,60	23–24	0,3–0,6	Hege effisjinte sorpsje, brûkt yn desiccation, decarburization, desulfurization fan gas en floeistoffen en skieding fanaromatyske koolwaterstof
13X	10	0,55-0,65	23–24	0,3-0,5	Desiccation, desulfurization en suvering fan ierdgas en ierdgas
13X-AS	10	0,55-0,65	23–24	0,3-0,5	Decarburizationen útdroeging yn de lucht skieding yndustry, ôfskieding fan stikstof út soerstof yn soerstof concentrators
Cu-13X	10	0,50-0,60	23–24	0,3-0,5	Sweetening(ferwidering fanthiols) fanloftfeart brânstofen oerienkommendefloeibere koalwetterstoffen

Adsorpsje mooglikheden

3Å

Gemyske formule: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

Silika-aluminiumoxide ferhâlding: SiO2/Al2O3≈2

Produksje

3A molekulêre sieves wurde produsearre troch kation útwikseling fankaliumfoarnatriumyn 4A molekulêre sieves (sjoch hjirûnder)

Gebrûk

3Å molekulêre sieves adsorbearje gjin molekulen waans diameters grutter binne as 3 Å. De skaaimerken fan dizze molekulêre sieves omfetsje rappe adsorpsjesnelheid, faak regeneraasjefermogen, goede ferpletteringsresistinsje enfersmoarging ferset. Dizze funksjes kinne sawol de effisjinsje as it libben fan 'e sieve ferbetterje. 3Å molekulêre sieves binne de nedige desiccant yn petroleum en gemyske yndustry foar raffinaazjetechnyk, polymerisaasje, en gemyske gas-floeistof djipte drogen.

3Å molekulêre sieves wurde brûkt om in ferskaat oan materialen te droegjen, lykasethanol, loft,koelmiddels,ierdgasenunsaturated koalwetterstoffen. De lêste omfetsje kraakgas,acetylene,ethylene,propyleneenbutadiene.

3Å molekulêre sieve wurdt brûkt om wetter te ferwiderjen út ethanol, dat letter direkt kin wurde brûkt as biobrânstof as yndirekt om ferskate produkten te produsearjen lykas gemikaliën, iten, farmaseutyske produkten, en mear. Sûnt normale destillaasje kin net al it wetter (in net winske byprodukt fan ethanolproduksje) út ethanolprosesstreamen ferwiderje troch de foarming fan inazeotroopby likernôch 95,6 prosint konsintraasje troch gewicht, molekulêre sieve kralen wurde brûkt om skieden ethanol en wetter op in molekulêre nivo troch adsorbing it wetter yn 'e kralen en it tastean fan de ethanol te gean frij. Sadree't de kralen binne fol mei wetter, temperatuer of druk kin wurde manipulearre, sadat it wetter wurde frijlitten út de molekulêre sieve kralen.[15]

3Å molekulêre sieves wurde opslein by keamertemperatuer, mei in relative vochtigheid net mear as 90%. Se wurde fersegele ûnder fermindere druk, wurde hâlden fuort fan wetter, soeren en alkalis.

4Å

Gemyske formule: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Silisium-aluminium-ferhâlding: 1:1 (SiO2/Al2O3≈2)

Produksje

Produksje fan 4Å sieve is relatyf ienfâldich, om't it gjin hege druk noch bysûnder hege temperatueren fereasket. Typysk aqueous oplossings fannatrium silikaatennatrium aluminatewurde kombinearre op 80 ° C. It mei oplosmiddel ympregnearre produkt wurdt "aktivearre" troch "bakken" by 400 °C 4A-sieven tsjinje as de foarrinner fan 3A- en 5A-sieven trochkation útwikselingfannatriumfoarkalium(foar 3A) ofkalsium(foar 5A)

Gebrûk

Droege oplosmiddels

4Å molekulêre sieves wurde in protte brûkt om laboratoariumoplosmiddels te droegjen. Se kinne wetter en oare molekulen opnimme mei in krityske diameter fan minder dan 4 Å, lykas NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6, en C2H4. Se wurde in protte brûkt yn it droegjen, raffinearjen en suvering fan floeistoffen en gassen (lykas de tarieding fan argon).

 

Additieven foar polyestermiddels[bewurkje]

Dizze molekulêre sieves wurde brûkt om detergenten te helpen, om't se troch demineralisearre wetter kinne produsearjekalsiumion útwikseling, fuortsmite en foarkomme de delsetting fan smoargens. Se wurde in protte brûkt om te ferfangenfosfor. De 4Å molekulêre sieve spilet in wichtige rol te ferfangen natrium tripolyphosphate as wasmiddel auxiliary om te ferminderjen de miljeu-ynfloed fan it detergent. It kin ek brûkt wurde as insjippefoarmjen agent en yntandpasta.

Behanneling fan skealike ôffal

4Å molekulêre sieves kinne suverje rioelwetter fan kationyske soarten lykasammoniumionen, Pb2+, Cu2+, Zn2+ en Cd2+. Troch de hege selektiviteit foar NH4 + binne se mei súkses tapast yn it fjild om te bestrideneutrofikaasjeen oare effekten yn wetterwegen troch tefolle ammoniumionen. 4Å molekulêre sieves binne ek brûkt om swiere metaalionen te ferwiderjen oanwêzich yn wetter fanwege yndustriële aktiviteiten.

Oare doelen

Demetallurgyske yndustry: skiedingsmiddel, skieding, winning fan pekelkalium,rubidium,cesium, ensfh.

Petrochemyske yndustry,katalysator,droechmiddel, adsorbint

Lânbou:boaiem conditioner

Medicine: load silverzeolitantibakteriële agent.

5Å

Gemyske formule: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2 •4.5H2O

Silika-aluminiumoxide ferhâlding: SiO2/Al2O3≈2

Produksje

5A molekulêre sieves wurde produsearre troch kation útwikseling fankalsiumfoarnatriumyn 4A molekulêre sieves (sjoch hjirboppe)

Gebrûk

Fiif-ångström(5Å) molekulêre sieves wurde faak brûkt yn 'epetroleumyndustry, benammen foar de suvering fan gas streamen en yn de skiekunde laboratoarium foar skiedenferbiningenen drogen reaksje startmaterialen. Se befetsje lytse poarjes fan in krekte en unifoarme grutte, en wurde benammen brûkt as adsorbint foar gassen en floeistoffen.

Fiif-ångström molekulêre sieves wurde brûkt om te droegjenierdgas, tegearre mei performingdesulfurizationendecarbonationfan it gas. Se kinne ek brûkt wurde om mingsels fan soerstof, stikstof en wetterstof, en oalje-wax n-koalwetterstoffen te skieden fan fertakke en polysyklike koalwetterstoffen.

Fiif-ångström molekulêre sieves wurde opslein by keamertemperatuer, mei inrelative vochtigheidminder as 90% yn kartonnen barrels of kartonnen ferpakking. De molekulêre sieves moatte net direkt bleatsteld oan 'e loft en wetter, soeren en alkalis moatte wurde mijd.

Morfology fan molekulêre sieves

Molekulêre sieves binne beskikber yn ferskate foarmen en maten. Mar de bolfoarmige kralen hawwe foardiel boppe oare foarmen as se biede legere druk drop, binne attrition resistant as se hawwe gjin skerpe rânen, en hawwe goede sterkte, ie crush krêft nedich per ienheid gebiet is heger. Bepaalde molekulêre sieves mei kralen biede legere waarmtekapasiteit, dus legere enerzjyeasken by regeneraasje.

It oare foardiel fan it brûken fan kralen molekulêre sieves is bulk tichtens is meastal heger as oare foarm, dus foar deselde adsorption eask molekulêre sieve folume nedich is minder. Sa kin men by it dwaan fan de-bottlenecking molekulêre sieves mei kralen brûke, mear adsorbint yn itselde folume laden, en alle skipmodifikaasjes foarkomme.