Saringan molekul yaiku bahan kanthi pori-pori (bolongan cilik banget) kanthi ukuran seragam

Saringan molekul yaiku bahan kanthi pori-pori (bolongan cilik banget) kanthi ukuran seragam. Dhiameter pori iki ukurane padha karo molekul cilik, mula molekul gedhe ora bisa mlebu utawa diserap, dene molekul sing luwih cilik bisa. Minangka campuran molekul migrasi liwat amben stasioner saka keropos, zat semi-padat sing diarani sieve (utawa matriks), komponen sing bobot molekul paling dhuwur (sing ora bisa mlebu menyang pori molekul) ninggalake amben dhisik, diikuti dening molekul sing luwih cilik. Sawetara saringan molekuler digunakake ing kromatografi pengecualian ukuran, teknik pamisahan sing ngurutake molekul adhedhasar ukurane. Saringan molekuler liyane digunakake minangka desiccant (sawetara conto kalebu areng aktif lan gel silika).
Dhiameter pori saringan molekul diukur ing ångströms (Å) utawa nanometer (nm). Miturut notasi IUPAC, bahan microporous duwe diameter pori kurang saka 2 nm (20 Å) lan bahan macroporous duwe diameter pori luwih saka 50 nm (500 Å); kategori mesoporous mangkono dumunung ing tengah karo diameteripun pori antarane 2 lan 50 nm (20-500 Å).
Bahan
Saringan molekuler bisa dadi microporous, mesoporous, utawa macroporous material.
Bahan microporous (
●Zeolit ​​(mineral aluminosilikat, ora bakal bingung karo aluminium silikat)
●Zeolit ​​LTA: 3–4 Å
●Kaca keropos: 10 Å (1 nm), lan luwih dhuwur
●Karbon aktif: 0–20 Å (0–2 nm), lan munggah
● Lempung
●Montmorillonite intermixes
●Halloysite (endellite): Rong wujud umum ditemokake, nalika dihidrasi lempung nuduhake jarak 1 nm saka lapisan lan nalika dehidrasi (meta-halloysite) jarak 0,7 nm. Halloysite alamiah minangka silinder cilik sing diametere rata-rata 30 nm kanthi dawa antara 0,5 lan 10 mikrometer.
Bahan Mesopori (2–50 nm)
Silikon dioksida (digunakake kanggo nggawe gel silika): 24 Å (2,4 nm)
Bahan makroporous (> 50 nm)
Silika makroporous, 200–1000 Å (20–100 nm)
Aplikasi[sunting | sunting sumber]
Sieves molekuler asring digunakake ing industri petroleum, utamane kanggo pangatusan aliran gas. Contone, ing industri gas alam cair (LNG), isi banyu gas kudu dikurangi dadi kurang saka 1 ppmv kanggo nyegah penyumbatan sing disebabake dening es utawa metana clathrate.
Ing laboratorium, sieves molekuler digunakake kanggo garing solvent. "Sieves" wis kabukten luwih unggul tinimbang teknik pangatusan tradisional, sing asring nggunakake desiccants agresif.
Ing istilah zeolit, sieves molekul digunakake kanggo macem-macem aplikasi katalitik. Padha katalis isomerisasi, alkilasi, lan epoksidasi, lan digunakake ing proses industri skala gedhe, kalebu hydrocracking lan cracking katalitik cairan.
Iki uga digunakake ing filtrasi pasokan udara kanggo piranti pernapasan, contone sing digunakake dening penyelam scuba lan petugas pemadam kebakaran. Ing aplikasi kasebut, udhara diwenehake dening kompresor udara lan dilewati saringan kartrij sing, gumantung saka aplikasi kasebut, diisi karo sieve molekuler lan / utawa karbon aktif, pungkasane digunakake kanggo ngisi tangki udara ambegan. Filtrasi kasebut bisa mbusak partikel. lan produk knalpot kompresor saka pasokan udara napas.
persetujuan FDA.
FDA AS wiwit tanggal 1 April 2012, nyetujoni sodium aluminosilicate kanggo kontak langsung karo barang sing bisa dikonsumsi ing sangisore 21 CFR 182.2727. Sadurunge persetujuan iki Uni Eropa wis nggunakake sieves molekuler kanthi obat-obatan lan tes independen nyaranake yen sieves molekul memenuhi kabeh syarat pemerintah nanging industri wis ora gelem mbiayai testing larang dibutuhake kanggo disetujoni pemerintah.
regenerasi
Cara kanggo regenerasi sieves molekul kalebu owah-owahan tekanan (kaya ing konsentrator oksigen), pemanasan lan purging karo gas pembawa (kaya nalika digunakake ing dehidrasi etanol), utawa dadi panas ing vakum dhuwur. Suhu regenerasi kisaran saka 175 °C (350 °F) nganti 315 °C (600 °F) gumantung saka jinis sieve molekuler. Ing kontras, gel silika bisa diregenerasi kanthi dipanasake ing oven biasa nganti 120 °C (250 °F) suwene rong jam. Nanging, sawetara jinis gel silika bakal "muncul" nalika kena banyu sing cukup. Iki disebabake pecah saka bola silika nalika kontak karo banyu.

Model	Diameter pori (Ångström)	Kapadhetan akeh (g/ml)	banyu sing diserap (% w/w)	Attrition utawa abrasion, W(% w/w)	Panganggone
3Å	3	0.60–0.68	19–20	0.3–0.6	Pengeringansakapetroleum crackinggas lan alkena, adsorpsi selektif H2O ingkaca terisolasi (IG)lan polyurethane, pangatusan sakabahan bakar etanolkanggo campuran karo bensin.
4Å	4	0.60–0.65	20–21	0.3–0.6	Adsorpsi banyu ingnatrium aluminosilikatsing disetujoni FDA (pirsaningisor) digunakake minangka molekul sieve ing kontaner medical supaya isi garing lan minangkaaditif pangangadhahE-nomerE-554 (agen anti-caking); Dipilih kanggo dehidrasi statis ing sistem cairan utawa gas sing ditutup, contone, ing kemasan obat, komponen listrik lan bahan kimia sing gampang rusak; scavenging banyu ing printing lan sistem plastik lan pangatusan aliran hidrokarbon jenuh. Spesies sing diserap kalebu SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6, lan C3H6. Umumé dianggep minangka agen pangatusan universal ing media polar lan nonpolar;[12]pamisahan sakagas alamlanalkena, adsorpsi banyu ing non-nitrogen sensitifpoliuretan
5Å-DW	5	0.45–0.50	21–22	0.3–0.6	Degreasing lan pour titik depresi sakapenerbangan minyak tanahlandiesel, lan pemisahan alkena
5Å cilik sing sugih oksigen	5	0.4–0.8	≥23		Dirancang khusus kanggo generator oksigen medis utawa sehat[kutipan dibutuhake]
5Å	5	0.60–0.65	20–21	0.3–0.5	Desiccation lan pemurnian hawa;dehidrasilandesulfurisasisaka gas alam langas petroleum cair;oksigenlanhidrogenproduksi deningtekanan swing adsorptionproses
10X	8	0.50–0.60	23–24	0.3–0.6	Sorption efisien dhuwur, digunakake ing desiccation, decarburization, desulfurization saka gas lan Cairan lan pamisahan sakahidrokarbon aromatik
13X	10	0,55–0,65	23–24	0.3–0.5	Desiccation, desulfurization lan purifikasi gas petroleum lan gas alam
13X-AS	10	0,55–0,65	23–24	0.3–0.5	Dekarburisasilan desiccation ing industri misahake online, pamisahan nitrogen saka oksigen ing concentrators oksigen
Cu-13X	10	0.50–0.60	23–24	0.3–0.5	Pemanis(penghapusan sakathiols) sakabahan bakar penerbanganlan cocoghidrokarbon cair

Kapabilitas adsorpsi

3Å

Rumus kimia kira-kira: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

Rasio silika-alumina: SiO2 / Al2O3≈2

Produksi

3A saringan molekuler diprodhuksi dening pertukaran kation sakakaliumkanggonatriuming saringan molekuler 4A (Deleng ngisor)

Panganggone

Saringan molekuler 3Å ora nyerep molekul sing diametere luwih gedhe tinimbang 3 Å. Karakteristik sieves molekul iki kalebu kacepetan adsorpsi sing cepet, kemampuan regenerasi sing kerep, resistensi remuk sing apik lanresistance polusi. Fitur kasebut bisa nambah efisiensi lan umur sieve. Sieves molekuler 3Å minangka desiccant sing dibutuhake ing industri petroleum lan kimia kanggo nyaring lenga, polimerisasi, lan pangatusan ambane gas-cair kimia.

Saringan molekuler 3Å digunakake kanggo garing sawetara bahan, kayataetanol, hawa,refrigeran,gas alamlanhidrokarbon ora jenuh. Sing terakhir kalebu gas cracking,asetilena,etilena,propylenelanbutadiene.

Ayakan molekuler 3Å digunakake kanggo mbusak banyu saka etanol, sing banjur bisa digunakake langsung minangka bahan bakar bio utawa ora langsung kanggo ngasilake macem-macem produk kayata bahan kimia, panganan, obat-obatan, lan liya-liyane. Wiwit distilasi normal ora bisa mbusak kabeh banyu (produk sampingan sing ora dikarepake saka produksi etanol) saka aliran proses etanol amarga pembentukanazeotroping watara 95,6 persen konsentrasi dening bobot, molekul sieve beads digunakake kanggo misahake etanol lan banyu ing tingkat molekul dening adsorbing banyu menyang manik-manik lan ngidini etanol kanggo pass bebas. Sawise manik-manik kebak banyu, suhu utawa tekanan bisa dimanipulasi, saéngga banyu bisa dibebasake saka manik-manik sieve molekuler.[15]

Sieves molekuler 3Å disimpen ing suhu kamar, kanthi kelembapan relatif ora luwih saka 90%. Padha disegel ing meksa suda, kang katahan adoh saka banyu, asam lan alkalis.

4Å

Rumus kimia: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Rasio silikon-aluminium: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

Produksi

Produksi ayakan 4Å relatif gampang amarga ora mbutuhake tekanan dhuwur utawa suhu sing luwih dhuwur. Biasane solusi banyu sakanatrium silikatlannatrium aluminatedigabungake ing 80 ° C. Produk sing diresapi pelarut kasebut "diaktifake" kanthi "baking" ing 400 °C 4A sieves dadi prekursor kanggo 3A lan 5A sieves liwatpertukaran kationsakanatriumkanggokalium(kanggo 3A) utawakalsium(kanggo 5A)

Panganggone

Pelarut pangatusan

Saringan molekuler 4Å digunakake kanggo garing pelarut laboratorium. Bisa nyerep banyu lan molekul liyane kanthi diameter kritis kurang saka 4 Å kayata NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6, lan C2H4. Iki digunakake kanthi akeh ing pangatusan, panyulingan lan pemurnian cairan lan gas (kayata persiapan argon).

 

Aditif agen poliester[nyunting]

Sieves molekuler iki digunakake kanggo mbantu deterjen amarga bisa ngasilake banyu demineralisasikalsiumion exchange, mbusak lan nyegah Deposition saka rereget. Padha digunakake digunakake kanggo nggantifosfor. Ayakan molekuler 4Å nduweni peran utama kanggo ngganti natrium tripolifosfat minangka tambahan deterjen kanggo ngurangi dampak lingkungan deterjen. Uga bisa digunakake minangka asabunagen mbentuk lan ingodol.

Pangolahan sampah sing mbebayani

Saringan molekuler 4Å bisa ngresiki limbah spesies kationik kayataamoniumion, Pb2+, Cu2+, Zn2+ lan Cd2+. Amarga selektivitas dhuwur kanggo NH4 +, dheweke wis sukses ditrapake ing lapangan kanggo pertempuraneutrofikasilan efek liyane ing saluran banyu amarga ion amonium sing berlebihan. Sieves molekuler 4Å uga wis digunakake kanggo mbusak ion logam abot sing ana ing banyu amarga aktivitas industri.

Tujuan liyane

Ingindustri metalurgi: agen pemisah, pemisahan, ekstraksi kalium brine,rubidium,cesium, lsp.

Industri petrokimia,katalis,desiccant, adsorben

Pertanian:kondisioner lemah

Obat: ngemot perakzeolitagen antibakteri.

5Å

Rumus kimia: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2 •4.5H2O

Rasio silika-alumina: SiO2 / Al2O3≈2

Produksi

5A saringan molekuler diprodhuksi dening pertukaran kation sakakalsiumkanggonatriuming saringan molekuler 4A (Deleng ing ndhuwur)

Panganggone

lima-ångström(5Å) sieves molekuler asring digunakake ingminyak bumiindustri, utamané kanggo dimurnèkaké lepen gas lan ing laboratorium kimia kanggo misahakesenyawalan bahan wiwitan reaksi pangatusan. Dheweke ngemot pori-pori cilik kanthi ukuran sing tepat lan seragam, lan utamane digunakake minangka adsorben kanggo gas lan cairan.

Five-ångström molekul sieves digunakake kanggo garinggas alam, bebarengan karo performingdesulfurisasilandekarbonasisaka gas. Bisa uga digunakake kanggo misahake campuran oksigen, nitrogen lan hidrogen, lan n-hidrokarbon lilin lenga saka hidrokarbon bercabang lan polisiklik.

Five-ångström molekul sieves disimpen ing suhu kamar, karo aasor relatifkurang saka 90% ing tong karton utawa kemasan karton. Sieves molekuler ngirim ora langsung kapapar udhara lan banyu, asam lan alkalis kudu nyingkiri.

Morfologi saringan molekuler

Sieves molekul kasedhiya ing macem-macem wangun lan ukuran. Nanging manik-manik bundher duwe kaluwihan tinimbang bentuk liyane amarga menehi tekanan sing luwih murah, tahan attrition amarga ora duwe ujung sing cetha, lan nduweni kekuatan sing apik, yaiku pasukan remuk sing dibutuhake saben area unit luwih dhuwur. Saringan molekuler manik-manik tartamtu nyedhiyakake kapasitas panas sing luwih murah, saengga kabutuhan energi luwih murah sajrone regenerasi.

Kauntungan liyane saka nggunakake sieves molekul beaded punika Kapadhetan akeh biasane luwih dhuwur tinimbang wangun liyane, mangkono kanggo syarat adsorpsi padha volume sieve molekul dibutuhake kurang. Mangkono nalika nindakake de-bottlenecking, siji bisa nggunakake sieves molekul beaded, mbukak luwih adsorben ing volume padha, lan supaya sembarang modifikasi prau.