Ang molecular sieve usa ka materyal nga adunay mga pores (gamay kaayo nga mga buho) nga parehas ang gidak-on

Ang molecular sieve usa ka materyal nga adunay mga pores (gamay kaayo nga mga buho) nga parehas ang gidak-on. Kini nga mga pore diametro parehas sa gidak-on sa gagmay nga mga molekula, ug busa ang mga dagkong molekula dili makasulod o ma-adsorbed, samtang ang gagmay nga mga molekula mahimo. Ingon nga ang usa ka sinagol nga molekula molalin pinaagi sa naghunong nga higdaanan sa porous, semi-solid nga substansiya nga gitawag nga sieve (o matrix), ang mga sangkap sa labing taas nga gibug-aton sa molekula (nga dili makaagi sa mga molekula nga pores) mobiya una sa higdaanan, gisundan sa sunodsunod nga gagmay nga mga molekula. Ang ubang mga molecular sieves gigamit sa size-exclusion chromatography, usa ka separation technique nga nagklase sa mga molekula base sa ilang gidak-on. Ang ubang mga molecular sieves gigamit isip desiccants (pipila ka pananglitan naglakip sa activated charcoal ug silica gel).
Ang pore diametro sa usa ka molecular sieve gisukod sa ångströms (Å) o nanometer (nm). Sumala sa notasyon sa IUPAC, ang microporous nga mga materyales adunay pore diameters nga ubos pa sa 2 nm (20 Å) ug macroporous nga mga materyales adunay pore diameters nga labaw pa sa 50 nm (500 Å); ang mesoporous nga kategoriya mao nga anaa sa tunga-tunga nga adunay pore diametro tali sa 2 ug 50 nm (20–500 Å).
Mga materyales
Ang molecular sieves mahimong microporous, mesoporous, o macroporous nga materyal.
Microporous nga materyal (
●Zeolites (aluminosilicate minerals, dili malibog sa aluminum silicate)
●Zeolite LTA: 3–4 Å
●Porous nga bildo: 10 Å (1 nm), ug pataas
●Aktibo nga carbon: 0–20 Å (0–2 nm), ug pataas
● Mga lapok
●Montmorillonite intermixes
●Halloysite (endellite): Duha ka sagad nga porma ang makit-an, kung gi-hydrate ang yutang kulonon nagpakita sa 1 nm nga gilay-on sa mga lut-od ug kung na-dehydrated (meta-halloysite) ang gilay-on 0.7 nm. Ang Halloysite natural nga mahitabo isip gagmay nga mga silindro nga kasagarang 30 nm ang diyametro nga adunay gitas-on tali sa 0.5 ug 10 micrometres.
Mesoporous nga materyal (2–50 nm)
Silicon dioxide (gigamit sa paghimo og silica gel): 24 Å (2.4 nm)
Macroporous nga materyal (>50 nm)
Macroporous silica, 200–1000 Å (20–100 nm)
Aplikasyon[usba]
Ang mga molekular nga sieves kanunay nga gigamit sa industriya sa petrolyo, labi na sa pagpauga sa mga sapa sa gas. Pananglitan, sa liquid natural gas (LNG) nga industriya, ang tubig nga sulod sa gas kinahanglan nga makunhuran ngadto sa ubos sa 1 ppmv aron malikayan ang mga blockage tungod sa yelo o methane clathrate.
Sa laboratoryo, ang molecular sieves gigamit sa pagpauga sa solvent. Ang "Sieves" napamatud-an nga labaw sa tradisyonal nga mga pamaagi sa pagpauga, nga sagad naggamit sa mga agresibo nga desiccant.
Ubos sa termino nga zeolite, ang mga molekular nga sieves gigamit alang sa usa ka halapad nga aplikasyon sa catalytic. Gi-catalyze nila ang isomerization, alkylation, ug epoxidation, ug gigamit sa dagkong mga proseso sa industriya, lakip ang hydrocracking ug fluid catalytic cracking.
Gigamit usab kini sa pagsala sa mga suplay sa hangin alang sa breathing apparatus, pananglitan kadtong gigamit sa mga scuba diver ug mga bombero. Sa ingon nga mga aplikasyon, ang hangin gisuplay sa usa ka air compressor ug gipaagi sa usa ka filter sa cartridge nga, depende sa aplikasyon, napuno sa molecular sieve ug / o gi-aktibo nga carbon, nga sa katapusan gigamit sa pag-charge sa mga tangke sa hangin sa pagginhawa. Ang ingon nga pagsala makatangtang sa mga partikulo. ug mga produkto sa tambutso sa compressor gikan sa suplay sa hangin sa pagginhawa.
Pag-uyon sa FDA.
Ang US FDA adunay sukad sa Abril 1, 2012, nga giaprobahan ang sodium aluminosilicate alang sa direktang kontak sa mga butang nga magamit ubos sa 21 CFR 182.2727. Sa wala pa kini nga pag-apruba ang European Union migamit sa mga molecular sieves nga adunay mga pharmaceutical ug independenteng pagsulay nagsugyot nga ang mga molekular nga sieves makatagbo sa tanang kinahanglanon sa gobyerno apan ang industriya dili gusto nga pondohan ang mahal nga pagsulay nga gikinahanglan alang sa pagtugot sa gobyerno.
Pagbag-o
Ang mga pamaagi alang sa pagbag-o sa mga molekular nga sieves naglakip sa pagbag-o sa presyur (sama sa mga concentrator sa oksiheno), pagpainit ug pagpurga gamit ang usa ka carrier gas (sama sa paggamit sa ethanol dehydration), o pagpainit ubos sa taas nga vacuum. Ang mga temperatura sa pagbag-o gikan sa 175 °C (350 °F) hangtod sa 315 °C (600 °F) depende sa tipo sa molekular nga sieve. Sa kasukwahi, ang silica gel mahimong mabag-o pinaagi sa pagpainit niini sa usa ka regular nga hurnohan ngadto sa 120 °C (250 °F) sulod sa duha ka oras. Bisan pa, ang pipila ka mga matang sa silica gel "mo-pop" kung maladlad sa igo nga tubig. Kini tungod sa pagkabuak sa mga silica sphere sa dihang mokontak sa tubig.

Modelo	Diametro sa lungag (Ångström)	Daghang Densidad (g/ml)	Nasuhop nga tubig (% w/w)	Attrition o abrasion, W(% w/w)	Paggamit
3Å	3	0.60–0.68	19–20	0.3–0.6	Pagkahubassapagbuak sa petrolyogas ug alkenes, selective adsorption sa H2O ininsulated nga bildo (IG)ug polyurethane, pagpauga saethanol nga sugnodalang sa pagsagol sa gasolina.
4Å	4	0.60–0.65	20–21	0.3–0.6	Adsorption sa tubig sasodium aluminosilicatenga gi-aprobahan sa FDA (tan-awaubos) nga gigamit ingon nga molekula nga sieve sa medikal nga mga sudlanan aron magpabilin nga uga ang sulod ug ingonadditive sa pagkaonadunayE-numeroE-554 (anti-caking ahente); Gipalabi alang sa static dehydration sa closed liquid o gas system, pananglitan, sa packaging sa mga tambal, electric component ug madunot nga kemikal; pag-scavenging sa tubig sa mga sistema sa pag-imprenta ug plastik ug pagpauga sa saturated hydrocarbon nga mga sapa. Ang na-adsorbed nga mga espisye naglakip sa SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6, ug C3H6. Sa kasagaran giisip nga usa ka universal drying agent sa polar ug nonpolar media;[12]panagbulag sanatural nga gasugmga alkena, adsorption sa tubig sa non-nitrogen sensitibopolyurethane
5Å-DW	5	0.45–0.50	21–22	0.3–0.6	Degreasing ug ibubo punto depresyon saabyon keroseneugdiesel, ug pagbulag sa alkenes
5Å gamay nga oxygen-enriched	5	0.4–0.8	≥23		Espesyal nga gidisenyo alang sa medikal o himsog nga oxygen generator[gikinahanglan ang citation]
5Å	5	0.60–0.65	20–21	0.3–0.5	Pagpahubas ug paghinlo sa hangin;dehydrationugdesulfurizationsa natural gas uglikido nga petrolyo gas;oksihenoughydrogenproduksyon pinaagi sapressure swing adsorptionproseso
10X	8	0.50–0.60	23–24	0.3–0.6	High-efficient sorption, gigamit sa desiccation, decarburization, desulfurization sa gas ug mga likido ug pagbulag sahumot nga hydrocarbon
13X	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Desication, desulfurization ug pagputli sa petrolyo gas ug natural nga gas
13X-AS	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Decarburizationug pagkauga sa industriya sa pagbulag sa hangin, pagbulag sa nitroheno gikan sa oksiheno sa mga concentrator sa oksiheno
Cu-13X	10	0.50–0.60	23–24	0.3–0.5	Pagpatam-is(pagtangtang sathiols) saaviation fuelug katugbanglikido nga hydrocarbon

Mga kapabilidad sa adsorption

3Å

Gibanabana nga pormula sa kemikal: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

Silica-alumina ratio: SiO2/ Al2O3≈2

Produksyon

3A molecular sieves gihimo pinaagi sa cation exchange sapotassiumkaysodiumsa 4A molecular sieves (Tan-awa sa ubos)

Paggamit

Ang 3Å molecular sieves dili mo-adsorb sa mga molekula kansang mga diyametro mas dako pa sa 3 Å. Ang mga kinaiya niining mga molekular nga sieves naglakip sa paspas nga adsorption speed, kanunay nga abilidad sa pagbag-o, maayo nga pagdugmok nga pagsukol ugpagsukol sa polusyon. Kini nga mga bahin makapauswag sa kahusayan ug kinabuhi sa sieve. Ang 3Å molecular sieves mao ang gikinahanglan nga desiccant sa petrolyo ug kemikal nga industriya para sa pagdalisay sa lana, polymerization, ug kemikal nga gas-liquid depth drying.

Ang 3Å molecular sieves gigamit sa pagpauga sa lain-laing mga materyales, sama saethanol, hangin,mga refrigerant,natural nga gasugunsaturated hydrocarbons. Ang ulahi naglakip sa cracking gas,acetylene,ethylene,propyleneugbutadiene.

Ang 3Å molecular sieve gigamit sa pagtangtang sa tubig gikan sa ethanol, nga sa ulahi mahimong gamiton direkta isip bio-fuel o dili direkta sa pagprodyus og lain-laing mga produkto sama sa kemikal, pagkaon, tambal, ug uban pa. Tungod kay ang normal nga distillation dili makatangtang sa tanan nga tubig (usa ka dili gusto nga produkto gikan sa produksiyon sa ethanol) gikan sa mga sapa sa proseso sa ethanol tungod sa pagporma sa usa kaazeotropesa mga 95.6 porsyento nga konsentrasyon sa gibug-aton, ang molecular sieve beads gigamit sa pagbulag sa ethanol ug tubig sa lebel sa molekula pinaagi sa pag-adsorb sa tubig ngadto sa mga beads ug pagtugot sa ethanol nga libre nga moagi. Kung ang mga lubid puno na sa tubig, ang temperatura o presyur mahimong mamanipula, nga magtugot sa tubig nga mapagawas gikan sa molekular nga sieve beads.[15]

3Å molecular sieves gitipigan sa lawak temperatura, uban sa usa ka paryente humidity dili labaw pa kay sa 90%. Sila gitak-opan ubos sa pagkunhod sa presyur, nga gitago gikan sa tubig, mga asido ug alkalis.

4Å

Kemikal nga pormula: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Silicon-aluminum ratio: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

Produksyon

Ang paghimo sa 4Å nga sieve medyo prangka tungod kay wala kini magkinahanglan og taas nga presyur o labi nga taas nga temperatura. Kasagaran adunay tubig nga mga solusyon sasodium silicateugsodium aluminategihiusa sa 80 °C. Ang solvent-impregnated nga produkto "gi-aktibo" pinaagi sa "pagluto" sa 400 °C 4A sieves nagsilbing pasiuna sa 3A ug 5A sieves pinaagi sapagbaylo sa cationsasodiumkaypotassium(alang sa 3A) ocalcium(alang sa 5A)

Paggamit

Pag-uga sa mga solvent

Ang 4Å molecular sieves kaylap nga gigamit sa pagpauga sa mga solvent sa laboratoryo. Mahimo silang mosuhop sa tubig ug uban pang mga molekula nga adunay kritikal nga diyametro nga ubos sa 4 Å sama sa NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6, ug C2H4. Kini kaylap nga gigamit sa pagpauga, pagdalisay ug pagputli sa mga likido ug mga gas (sama sa pag-andam sa argon).

 

Mga additives nga ahente sa polyester [usba]

Kini nga mga molekular nga sieves gigamit sa pagtabang sa mga detergent tungod kay kini makahimo og demineralized nga tubig pinaagi sacalciumion exchange, kuhaa ug pugngan ang pagbutang sa hugaw. Sila kaylap nga gigamit sa pag-ilisposporus. Ang 4Å molecular sieve adunay dakong papel sa pag-ilis sa sodium tripolyphosphate isip detergent auxiliary aron mamenosan ang epekto sa kinaiyahan sa detergent. Mahimo usab kini gamiton ingon usa kasabonnagporma ahente ug satoothpaste.

Makadaot nga pagtambal sa basura

Ang 4Å molecular sieves makalimpyo sa hugaw sa cationic species sama saammoniumion, Pb2+, Cu2+, Zn2+ ug Cd2+. Tungod sa taas nga pagpili alang sa NH4 + sila malampuson nga gigamit sa natad aron makig-awayeutrophicationug uban pang epekto sa mga agianan sa tubig tungod sa sobra nga ammonium ions. Ang 4Å molecular sieves gigamit usab sa pagtangtang sa bug-at nga metal nga mga ion nga anaa sa tubig tungod sa mga kalihokan sa industriya.

Ubang mga katuyoan

Angindustriya sa metalurhiko: separating agent, separation, pagkuha sa brine potassium,rubidium,cesium, ug uban pa.

industriya sa petrochemical,katalista,desiccant, adsorbent

Agrikultura:conditioner sa yuta

Tambal: load silverzeoliteantibacterial nga ahente.

5Å

Kemikal nga pormula: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2 •4.5H2O

Silica-alumina ratio: SiO2/ Al2O3≈2

Produksyon

5A molecular sieves gihimo pinaagi sa cation exchange sacalciumkaysodiumsa 4A molecular sieves (Tan-awa sa ibabaw)

Paggamit

lima-ångström(5Å) molecular sieves sagad gigamit sapetrolyoindustriya, ilabi na alang sa pagputli sa gas sapa ug sa chemistry laboratoryo alang sa pagbulagmga compoundug pagpa-uga nga reaksyon nagsugod nga mga materyales. Naglangkob kini og gagmay nga mga pores sa usa ka tukma ug parehas nga gidak-on, ug kasagaran gigamit ingon usa ka adsorbent alang sa mga gas ug likido.

Ang lima ka ångström molecular sieves gigamit sa pagpauganatural nga gas, uban sa pagpasundayagdesulfurizationugdecarbonationsa gas. Mahimo usab kini gamiton sa pagbulag sa mga panagsagol sa oxygen, nitrogen ug hydrogen, ug oil-wax n-hydrocarbon gikan sa branched ug polycyclic hydrocarbons.

Lima ka-ångström molecular sieves gitipigan sa lawak temperatura, uban sa arelatibong humidityubos pa kay sa 90% sa karton barrels o karton packaging. Ang mga molekular nga sieves kinahanglan dili direkta nga maladlad sa hangin ug tubig, mga asido ug alkali kinahanglan likayan.

Morpolohiya sa molecular sieves

Ang mga molekular nga sieves anaa sa lain-laing porma ug gidak-on. Apan ang spherical beads adunay bentaha sa ubang mga porma tungod kay kini nagtanyag sa mas ubos nga pressure drop, attrition resistant tungod kay kini walay bisan unsa nga hait nga mga ngilit, ug adunay maayo nga kalig-on, ie ang crush force nga gikinahanglan kada unit area mas taas. Ang pila ka beaded molecular sieves nagtanyag sa mubu nga kapasidad sa kainit sa ingon nagpaubos sa mga kinahanglanon sa enerhiya sa panahon sa pagbag-o.

Ang laing bentaha sa paggamit sa beaded molecular sieves mao ang bulk Densidad kasagaran mas taas kay sa ubang mga porma, mao nga alang sa sama nga adsorption kinahanglanon molecular sieve gidaghanon nga gikinahanglan mao ang dili kaayo. Busa samtang naghimo sa de-bottlenecking, ang usa mahimong mogamit ug beaded molecular sieves, magkarga ug mas daghang adsorbent sa samang gidaghanon, ug likayan ang bisan unsang mga kausaban sa sudlanan.