E molekulare Sief ass e Material mat Poren (ganz kleng Lächer) vun enger eenheetlecher Gréisst. Dës Poren Duerchmiesser sinn ähnlech a Gréisst ze kleng Molekülle, an domat grouss Molekülle kënnen net erakommen oder adsorbéiert ginn, während méi kleng Molekülle kënnen. Wéi eng Mëschung vu Molekülen duerch dat stationärt Bett vu porösen, halleffesten Substanz migréiert, deen als Seif (oder Matrix) bezeechent gëtt, verloossen d'Komponente vum héchste Molekulargewiicht (déi net fäeg sinn an d'molekulare Pore passéieren) d'Bett als éischt, gefollegt vun successiv méi kleng Molekülle. E puer molekulare Seife ginn an der Gréisst-Exklusiounschromatographie benotzt, eng Trennungstechnik déi Moleküle op Basis vun hirer Gréisst sortéiert. Aner molekulare Seife ginn als Trocknungsmëttel benotzt (e puer Beispiller enthalen Aktivkohle a Silikagel).
De Porenduerchmiesser vun engem Molekularsief gëtt an ångströms (Å) oder Nanometer (nm) gemooss. No IUPAC Notatioun hunn mikroporös Materialien Poren Duerchmiesser vu manner wéi 2 nm (20 Å) a makroporös Materialien hunn Poren Duerchmiesser vu méi wéi 50 nm (500 Å); déi mesoporös Kategorie läit also an der Mëtt mat Poren Duerchmiesser tëscht 2 an 50 nm (20–500 Å).
Materialien
Molekulare Seife kënne mikroporös, mesoporös oder makroporös Material sinn.
Mikroporös Material (
●Zeoliten (Aluminiumsilikat Mineralien, net mat Aluminiumsilikat ze verwiesselen)
●Zeolit LTA: 3-4 Å
●Poréis Glas: 10 Å (1 nm), an op
●Aktiv Kuelestoff: 0–20 Å (0–2 nm), an erop
●Clays
●Montmorillonit intermixes
●Halloysite (Endellit): Zwee allgemeng Forme ginn fonnt, wann hydratiséiert de Lehm weist eng 1 nm Abstand vun de Schichten a wann dehydréiert (Meta-Halloysit) ass d'Distanz 0,7 nm. Halloysit geschitt natierlech als kleng Zylinder déi duerchschnëttlech 30 nm Duerchmiesser mat Längt tëscht 0,5 an 10 Mikrometer sinn.
Mesoporescht Material (2-50 nm)
Siliziumdioxid (benotzt fir Silikagel ze maachen): 24 Å (2,4 nm)
Makroporescht Material (>50 nm)
Macroporous Silica, 200–1000 Å (20–100 nm)
Uwendungen[änneren | Quelltext änneren]
Molekulare Seife ginn dacks an der Pëtrolsindustrie benotzt, besonnesch fir d'Trocknung vu Gasstroum. Zum Beispill, an der Liquid Naturgas (LNG) Industrie, muss de Waassergehalt vum Gas op manner wéi 1 ppmv reduzéiert ginn fir Blockaden ze verhënneren, déi duerch Äis oder Methanklathrat verursaacht ginn.
Am Labo gi molekulare Seife benotzt fir Léisungsmëttel ze trocken. "Siefen" hu sech bewisen, wéi déi traditionell Trocknungstechniken ze sinn, déi dacks aggressiv Trocknungsmëttel benotzen.
Ënnert dem Begrëff Zeolite gi molekulare Séi fir eng breet Palette vu katalyteschen Uwendungen benotzt. Si katalyséieren d'Isomeriséierung, d'Alkyléierung an d'Epoxidatioun, a ginn a grousse Skala industrielle Prozesser benotzt, dorënner Hydrocracking a flësseg katalytesch Rëss.
Si ginn och an der Filtratioun vu Loftversuergung fir Atmungsapparater benotzt, zum Beispill déi vun Scuba Taucher a Pompjee benotzt. An esou Applikatiounen gëtt d'Loft vun engem Loftkompressor geliwwert an duerch e Patrounfilter gefouert, deen, ofhängeg vun der Applikatioun, mat Molekulare Seif an/oder Aktivkuelestoff gefëllt ass, schliisslech benotzt gëtt fir Otemloftbehälter ze laden. Esou Filtratioun kann Partikelen entfernen. a Kompressor Auspuffprodukter aus der Atmungsluftversuergung.
FDA Genehmegung.
D'US FDA huet ab Abrëll 1, 2012, guttgeheescht Natriumaluminosilikat fir direkten Kontakt mat Verbrauchsartikelen ënner 21 CFR 182.2727. Virun dëser Genehmegung huet d'Europäesch Unioun molekulare Seife mat Medikamenter benotzt an onofhängeg Tester suggeréiert datt molekulare Seifen all Regierung Ufuerderunge treffen, awer d'Industrie war net gewëllt déi deier Tester ze finanzéieren déi fir d'Regierungsautorisatioun erfuerderlech sinn.
Regeneratioun
Methoden fir d'Regeneratioun vu molekulare Seifen enthalen Drockännerung (wéi an Sauerstoffkonzentratoren), Heizung a Spülen mat engem Trägergas (wéi wann se an Ethanol Dehydratioun benotzt ginn), oder Heizung ënner héije Vakuum. D'Regeneratiounstemperature reichen tëscht 175 °C (350 °F) bis 315 °C (600 °F) jee no der molekulare Seif-Typ. Am Géigesaz kann Silikagel regeneréiert ginn andeems en an engem normale Uewen op 120 ° C (250 ° F) fir zwou Stonnen erhëtzt. Wéi och ëmmer, e puer Aarte vu Silikagel wäerte "pop" wann se genuch Waasser ausgesat sinn. Dëst ass verursaacht duerch Broch vun de Silikakugelen beim Kontakt mam Waasser.
| Modell | Poren Duerchmiesser (Ångström) | Bulk Dicht (g/ml) | Adsorbéiert Waasser (% w/w) | Benotzung | |
| 3 Å | 3 | 0,60-0,68 | 19–20 Uhr | 0,3-0,6 | DesicationvunPetrol knackenGas an Alkenen, selektiv Adsorptioun vun H2O anIsoléiert Glas (IG)an polyurethane, drëschenen vunEthanol Brennstofffir Vermëschung mat Benzin. |
| 4Å | 4 | 0,60-0,65 | 20–21 Uhr | 0,3-0,6 | Adsorptioun vum Waasser anNatriumaluminosilikatdéi FDA guttgeheescht ass (kucktënnendrënner) als molekulare Sief a medizinesche Behälter benotzt fir Inhalter trocken ze halen an alsLiewensmëttel ZousatzhunnE-NummerE-554 (Anti-Caking Agent); Bevorzugt fir statesch Dehydratioun a geschlossene Flëssegkeets- oder Gassystemer, zB an der Verpackung vun Drogen, elektresche Komponenten a perishable Chemikalien; Waasserspäicherung an Drock- a Plastiksystemer an dréchent gesättegt Kuelewaasserstoffstroum. Adsorbéiert Arten enthalen SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6, an C3H6. Allgemeng als universell Trocknungsmëttel a polare an netpolare Medien ugesinn;[12]Trennung vunnatierlech Gasanalkenen, Adsorptioun vu Waasser an Net-Stickstoff sensibelpolyurethan |
| 5Å-DW | 5 | 0,45-0,50 | 21-22 | 0,3-0,6 | Degreasing an pour Punkt Depressioun vunLoftfaart Kerosinandiesel, an Alkenen Trennung |
| 5Å kleng Sauerstoff-beräichert | 5 | 0,4-0,8 | ≥23 | Speziell fir medizinesch oder gesond Sauerstoffgenerator entwéckelt[Zitat néideg] | |
| 5 Å | 5 | 0,60-0,65 | 20–21 Uhr | 0,3-0,5 | Desiccatioun a Reinigung vun der Loft;Dehydratiounandesulfurizationvun Äerdgas anflëssege Petrol Gas;SauerstoffanWaasserstoffProduktioun vunDrock Schwéngung AdsorptiounProzess |
| 10 x | 8 | 0,50-0,60 | 23–24 Uhr | 0,3-0,6 | Héich-effizient Sorptioun, benotzt fir Trocknung, Entkolung, Desulfuriséierung vu Gas a Flëssegkeeten a Trennung vunaromatesch Kuelewaasserstoff |
| 13 x | 10 | 0,55-0,65 | 23–24 Uhr | 0,3-0,5 | Desiccatioun, Desulfuriséierung a Reinigung vu Petrolgas an Äerdgas |
| 13X-AS | 10 | 0,55-0,65 | 23–24 Uhr | 0,3-0,5 | Decarburizationan Trocknung an der Lofttrennungsindustrie, Trennung vu Stickstoff aus Sauerstoff an Sauerstoffkonzentratoren |
| Cu-13X | 10 | 0,50-0,60 | 23–24 Uhr | 0,3-0,5 | Séissegkeeten(Entfernung vunthiols) vunLoftfaart Brennstoffan entspriechendflësseg Kuelewaasserstoffer |
Adsorptiounsfäegkeeten
3 Å
Approximativ chemesch Formel: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O
Silica-Aluminiumoxid Verhältnis: SiO2/Al2O3≈2
Produktioun
3A molekulare sieves sinn duerch Kationaustausch vun produzéiertKaliumfirNatriuman 4A molekulare sieves (kuckt ënnert)
Benotzung
3Å molekulare Seifen adsorbéieren net Moleküle deenen hiren Duerchmiesser méi grouss ass wéi 3 Å. D'Charakteristiken vun dëse molekulare Seifen enthalen séier Adsorptiounsgeschwindegkeet, heefeg Regeneratiounsfäegkeet, gutt Zerstéierungsbeständegkeet anPollutioun Resistenz. Dës Funktiounen kënne souwuel d'Effizienz wéi och d'Liewensdauer vum Sieb verbesseren. 3Å molekulare sieves sinn déi néideg Desiccant an Petrol a chemesch Industrien fir Raffinéierung Ueleg, Polymeriséierung, a chemesch Gas-Flësseg Déift Trocknung.
3Å molekulare sieves gi benotzt fir eng Rei vu Materialien ze trocken, wéi zEthanol, Loft,Kältemëttel,natierlech Gasanonsaturéierte Kuelewaasserstoffer. Déi lescht enthalen Rëssgas,acetylen,ethylen,propyleneanbutadien.
3Å molekulare Sief gëtt benotzt fir Waasser aus Ethanol ze entfernen, wat spéider direkt als Bio-Brennstoff benotzt ka ginn oder indirekt fir verschidde Produkter wéi Chemikalien, Liewensmëttel, Medikamenter a méi ze produzéieren. Zënter normaler Destillatioun kann net all Waasser (en ongewollten Nebenprodukt vun der Ethanolproduktioun) aus Ethanolprozessstroum ewechhuelen wéinst der Bildung vun engemazeotropbei ronn 95,6 Prozent Konzentratioun vun Gewiicht, molekulare siebspärelen sinn benotzt Ethanol a Waasser op engem molekulare Niveau ze trennen andeems d'Waasser an d'Pärelen adsorbéiert an erlaabt Ethanol fräi Passe. Wann d'Kärelen voller Waasser sinn, kann d'Temperatur oder den Drock manipuléiert ginn, sou datt d'Waasser aus de molekulare Seifpärelen entlooss gëtt.[15]
3Å molekulare Seife gi bei Raumtemperatur gelagert, mat enger relativer Fiichtegkeet net méi wéi 90%. Si ginn ënner reduzéierter Drock versiegelt, ewech vu Waasser, Säuren an Alkalien gehaalen.
4Å
Chemesch Formel: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O
Silizium-Aluminium Verhältnis: 1:1 (SiO2/Al2O3≈2)
Produktioun
D'Produktioun vum 4Å-Sief ass relativ einfach well et weder héich Drock nach besonnesch héich Temperaturen erfuerdert. Typesch wässerlech Léisungen vunNatriumsilikatanNatriumaluminatbei 80 °C kombinéiert ginn. D'Léisungsmëttel-impregnéiert Produkt gëtt "aktivéiert" duerch "Backen" bei 400 ° C 4A-Siefen déngen als Virgänger fir 3A- a 5A-Siefen duerchKationaustauschvunNatriumfirKalium(fir 3A) oderKalzium(fir 5A)
Benotzung
Dréchent Léisungsmëttel
4Å molekulare sieves gi wäit benotzt fir Labo Léisungsmëttelen ze dréchen. Si kënne Waasser an aner Moleküle mat engem kriteschen Duerchmiesser manner wéi 4 Å absorbéieren wéi NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 a C2H4. Si gi wäit an der Trocknung, Verfeinerung a Reinigung vu Flëssegkeeten a Gase benotzt (wéi d'Virbereedung vun Argon).
Polyester Agent Zousätz [änneren]
Dës molekulare Seife gi benotzt fir Botzmëttelen ze hëllefen, well se demineraliséiert Waasser duerch produzéiere kënnenKalziumIonenaustausch, ewechhuelen an d'Oflagerung vum Dreck verhënneren. Si gi wäit benotzt fir ze ersetzenPhosphor. De 4Å Molekulare Sief spillt eng grouss Roll fir Natriumtripolyphosphat als Wäschmëttel-Hëllef ze ersetzen fir den Ëmweltimpakt vum Wäschmëttel ze reduzéieren. Et kann och als e benotzt ginnseefFormen Agent an anZahnpasta.
schiedlech Offall Behandlung
4Å molekulare sieves kann Kläranlag vun kationic Arten purify wéiammoniumIonen, Pb2+, Cu2+, Zn2+ an Cd2+. Wéinst der héijer Selektivitéit fir NH4 + si si erfollegräich am Feld applizéiert fir ze bekämpfenEutrophiean aner Effekter a Waasserbunnen duerch exzessiv Ammoniumionen. 4Å molekulare Siwe goufen och benotzt fir Schwéiermetallionen, déi am Waasser präsent sinn, ze entfernen wéinst industriellen Aktivitéiten.
Aner Zwecker
Déimetallurgesch Industrie: Trennungsmëttel, Trennung, Extraktioun vu Salzlake Kalium,rubidium,Cäsium, etc.
Petrochemesch Industrie,Katalysator,Trocknungsmëttel, adsorbent
Landwirtschaft:Buedem Conditioner
Medezin: lued Sëlwerzeolitantibakteriell Agent.
5 Å
Chemesch Formel: 0,7CaO•0,30Na2O•Al2O3•2,0SiO2 •4,5H2O
Silica-Aluminiumoxid Verhältnis: SiO2/Al2O3≈2
Produktioun
5A molekulare sieves sinn duerch Kationaustausch vun produzéiertKalziumfirNatriuman 4A molekulare sieves (kuckt uewen)
Benotzung
Fënnef-ångström(5Å) Molekulare Seife ginn dacks an derPetrolIndustrie, besonnesch fir d'Reinigung vu Gasstroum an am Chimielaboratoire fir ze trennenVerbindungenan dréchen Reaktioun Startmaterial. Si enthalen kleng Pore vun enger präzis an eenheetlecher Gréisst, a ginn haaptsächlech als Adsorbent fir Gasen a Flëssegkeete benotzt.
Fënnef-ångström molekulare sieves gi benotzt fir dréchennatierlech Gas, zesumme mat Leeschtungdesulfurizationandecarbonationvum Gas. Si kënnen och benotzt ginn fir Mëschunge vu Sauerstoff, Stickstoff a Waasserstoff ze trennen, an Uelegwachs n-Kuelewaasserstoffer aus verzweigten a polyzyklesche Kuelewaasserstoffer.
Fënnef-ångström molekulare sieves sinn bei Raumtemperatur gespäichert, mat engemrelativer Fiichtegkeetmanner wéi 90% an Kartong Fässer oder Kartong Verpakung. D'molekulare Seife sollten net direkt un d'Loft a Waasser ausgesat ginn, Säuren an Alkalien sollten vermeit ginn.
Morphologie des molekulare Seifen
Molekulare Seife sinn a verschiddene Formen a Gréissten verfügbar. Awer déi kugelfërmeg Perlen hunn e Virdeel iwwer aner Formen well se e méi nidderegen Drockfall ubidden, sinn Ausschlagbeständeg well se keng scharf Kanten hunn, a gutt Kraaft hunn, dh d'Kräizkraaft erfuerderlech pro Eenheet Beräich ass méi héich. Bestëmmte molekulare Seife bidden eng méi niddreg Hëtztkapazitéit, sou datt d'Energiefuerderunge bei der Regeneratioun niddereg sinn.
Deen anere Virdeel vun der Benotzung vun beaded molekulare sieves ass bulk Dicht ass normalerweis méi héich wéi aner Form, also fir déi selwecht Adsorption Noutwendegkeete molekulare sief Volumen néideg ass manner. Also wann Dir De-Flascheneckung mécht, kann ee molekulare Seife benotzen, méi Adsorbent am selwechte Volumen lueden an all Gefässmodifikatioune vermeiden.
Post Zäit: Jul-18-2023
