Molekulyar elak bir xil o'lchamdagi teshiklari (juda kichik teshiklari) bo'lgan materialdir

Molekulyar elak bir xil o'lchamdagi teshiklari (juda kichik teshiklari) bo'lgan materialdir. Bu g'ovak diametrlari kichik molekulalarning o'lchamiga o'xshaydi va shuning uchun katta molekulalar kirmaydi yoki adsorbsiyalana olmaydi, kichikroq molekulalar esa. Molekulalar aralashmasi elak (yoki matritsa) deb ataladigan g'ovakli, yarim qattiq moddaning statsionar qatlamidan o'tayotganda, eng yuqori molekulyar og'irlikdagi komponentlar (molekulyar teshiklarga o'ta olmaydi) birinchi navbatda yotoqdan chiqib ketadi, keyin ketma-ket kichikroq molekulalar. Ba'zi molekulyar elaklar molekulalarni ularning o'lchamiga qarab saralaydigan ajratish usuli bo'lgan o'lchamni istisno qiluvchi xromatografiyada qo'llaniladi. Quritgich sifatida boshqa molekulyar elaklardan foydalaniladi (ba'zi misollar faollashtirilgan ko'mir va silikagelni o'z ichiga oladi).
Molekulyar elakning teshik diametri ångströms (Å) yoki nanometr (nm) bilan o'lchanadi. IUPAC notatsiyasiga ko'ra, mikrogözenekli materiallarning gözenek diametri 2 nm (20 Å) dan kam, makrog'ovak materiallar esa 50 nm (500 Å) dan katta gözenek diametriga ega; mezoporous kategoriya shunday qilib, 2 dan 50 nm (20-500 Å) gacha bo'lgan teshik diametri bilan o'rtada yotadi.
Materiallar
Molekulyar elaklar mikrog'ovak, mezog'ovak yoki makrog'ovak bo'lishi mumkin.
Mikrog'ovak material (
●Zeolitlar (alyuminiy silikat bilan adashtirmaslik uchun aluminosilikat minerallari)
●Zeolit ​​LTA: 3–4 Å
●Gözenekli shisha: 10 Å (1 nm) va undan yuqori
●Faol uglerod: 0–20 Å (0–2 nm) va undan yuqori
●Loylar
●Montmorillonit o‘zaro aralashmalari
●Galloysit (endellit): Ikkita keng tarqalgan shakl topiladi, gidratlanganda gil qatlamlari orasidagi masofa 1 nm bo'ladi va suvsizlanganda (meta-galloysit) oraliq 0,7 nm ni tashkil qiladi. Halloysit tabiiy ravishda o'rtacha diametri 30 nm, uzunligi 0,5 dan 10 mikrometrgacha bo'lgan kichik silindrlar shaklida paydo bo'ladi.
Mezopor material (2–50 nm)
Silikon dioksid (silikagel ishlab chiqarish uchun ishlatiladi): 24 Å (2,4 nm)
Katta gözenekli material (>50 nm)
Katta gözenekli kremniy dioksidi, 200–1000 Å (20–100 nm)
Ilovalar[tahrir]
Molekulyar elaklar ko'pincha neft sanoatida, ayniqsa gaz oqimlarini quritish uchun ishlatiladi. Misol uchun, suyuq tabiiy gaz (SNG) sanoatida muz yoki metan klatrat tufayli yuzaga keladigan blokirovkalarni oldini olish uchun gaz tarkibidagi suv miqdorini 1 ppmv dan kamaytirilishi kerak.
Laboratoriyada erituvchini quritish uchun molekulyar elaklardan foydalaniladi. "Elaklar" ko'pincha agressiv quritgichlardan foydalanadigan an'anaviy quritish usullaridan ustun ekanligini isbotladi.
Zeolitlar atamasi ostida molekulyar elaklar katalitik dasturlarning keng doirasi uchun ishlatiladi. Ular izomerizatsiya, alkillanish va epoksidlanishni katalizlaydi va yirik sanoat jarayonlarida, shu jumladan gidrokreking va suyuqlik katalitik krekingda qo'llaniladi.
Ular, shuningdek, nafas olish apparatlari uchun havo manbalarini filtrlashda ham qo'llaniladi, masalan, sho'ng'inchilar va o't o'chiruvchilar tomonidan ishlatiladigan. Bunday ilovalarda havo havo kompressori bilan ta'minlanadi va qo'llanilishiga qarab molekulyar elak va/yoki faollashtirilgan uglerod bilan to'ldirilgan kartrij filtridan o'tadi va nihoyat nafas olish havosi tanklarini zaryad qilish uchun ishlatiladi. Bunday filtrlash zarrachalarni olib tashlashi mumkin. va nafas olish havosi ta'minotidan kompressor egzoz mahsulotlari.
FDA ma'qullashi.
AQSH FDA 2012-yil 1-apreldan boshlab natriy aluminosilikatni 21 CFR 182.2727 ostida isteʼmol qilinadigan buyumlar bilan toʻgʻridan-toʻgʻri aloqa qilish uchun maʼqulladi. Ushbu tasdiqdan oldin Yevropa Ittifoqi farmatsevtika mahsulotlari bilan molekulyar elaklardan foydalangan va mustaqil sinovlar molekulyar elaklarning barcha hukumat talablariga javob berishini koʻrsatgan, ammo sanoat hukumat tasdiqlashi uchun zarur bo'lgan qimmat sinovlarni moliyalashni istamagan edi.
Regeneratsiya
Molekulyar elaklarni qayta tiklash usullari bosimni o'zgartirish (kislorod kontsentratorlarida bo'lgani kabi), tashuvchi gaz bilan isitish va tozalash (etanolni suvsizlantirishda ishlatilgani kabi) yoki yuqori vakuum ostida isitishni o'z ichiga oladi. Regeneratsiya harorati molekulyar elak turiga qarab 175 °C (350 °F) dan 315 °C (600 °F) gacha. Bundan farqli o'laroq, silika jelni oddiy pechda ikki soat davomida 120 °C (250 °F) ga qizdirish orqali qayta tiklash mumkin. Biroq, silikagelning ba'zi turlari etarli miqdorda suv ta'sirida "poplanadi". Bu suv bilan aloqa qilganda silika sferalarining sinishi natijasida yuzaga keladi.

Model	Teshik diametri (Angström)	Ommaviy zichlik (g/ml)	Adsorbsiyalangan suv (% w/w)	Buzilish yoki aşınma, V(% w/w)	Foydalanish
3Å	3	0,60–0,68	19–20	0,3–0,6	Quritishningneft krekingigaz va alkenlar, H2O ning tanlab adsorbsiyasiizolyatsiyalangan shisha (IG)va poliuretan, quritishetanol yoqilg'isibenzin bilan aralashtirish uchun.
4Å	4	0,60–0,65	20–21	0,3–0,6	Suvning adsorbsiyasinatriy aluminosilikatFDA tomonidan tasdiqlangan (qarangquyida) tarkibini quruq holda saqlash uchun tibbiy idishlarda molekulyar elak sifatida ishlatiladioziq-ovqat qo'shimchasiegaE-raqamE-554 (pishirishga qarshi vosita); Yopiq suyuqlik yoki gaz tizimlarida statik suvsizlanish uchun afzallik beriladi, masalan, dori vositalari, elektr komponentlari va tez buziladigan kimyoviy moddalarni qadoqlashda; poligrafiya va plastmassa tizimlarida suvni tozalash va to'yingan uglevodorod oqimlarini quritish. Adsorbsiyalangan turlarga SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 va C3H6 kiradi. Odatda polar va polar bo'lmagan muhitda universal quritish agenti hisoblanadi;[12]ajratishtabiiy gazvaalkenlar, azotga sezgir bo'lmagan suvning adsorbsiyasipoliuretan
5Å-DW	5	0,45–0,50	21–22	0,3–0,6	Yog'sizlantirish va quyish nuqtasi depressiyasiaviatsiya kerosinvadizel, va alkenlarni ajratish
5Å kichik kislorod bilan boyitilgan	5	0,4–0,8	≥23		Tibbiy yoki sog'lom kislorod generatori uchun maxsus mo'ljallangan[iqtibos kerak]
5Å	5	0,60–0,65	20–21	0,3–0,5	Havoni quritish va tozalash;suvsizlanishvaoltingugurtdan tozalashtabiiy gaz vasuyuq neft gazi;kislorodvavodorodtomonidan ishlab chiqarishbosimning o'zgarishi adsorbsiyasijarayon
10X	8	0,50–0,60	23–24	0,3–0,6	Yuqori samarali sorbsiya, quritish, dekarburizatsiya, gaz va suyuqliklarni oltingugurtdan tozalash va ajratishda qo'llaniladi.aromatik uglevodorod
13X	10	0,55–0,65	23–24	0,3–0,5	Neft va tabiiy gazni quritish, oltingugurtdan tozalash va tozalash
13X-AS	10	0,55–0,65	23–24	0,3–0,5	Dekarburizatsiyava havoni ajratish sanoatida quritish, kislorod kontsentratorlarida azotni kisloroddan ajratish
Cu-13X	10	0,50–0,60	23–24	0,3–0,5	Shirinlash(olib tashlashtiollar) ningaviatsiya yoqilg'isiva mos keladisuyuq uglevodorodlar

Adsorbsion qobiliyatlar

3Å

Taxminiy kimyoviy formula: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

Kremniy-alyuminiy oksidi nisbati: SiO2/ Al2O3≈2

Ishlab chiqarish

3A molekulyar elaklar kation almashinuvi natijasida hosil bo'ladikaliyuchunnatriy4A molekulyar eleklarda (pastga qarang)

Foydalanish

3Å molekulyar elaklar diametri 3 Å dan katta bo'lgan molekulalarni adsorbsiya qilmaydi. Ushbu molekulyar elaklarning xususiyatlariga tez adsorbsiya tezligi, tez-tez yangilanish qobiliyati, yaxshi maydalanish qarshiligi vaifloslanishga qarshilik. Bu xususiyatlar elakning samaradorligini ham, ishlash muddatini ham oshirishi mumkin. 3Å molekulyar elaklar neft va kimyo sanoatida neftni qayta ishlash, polimerizatsiya va kimyoviy gaz-suyuqlik chuqurligida quritish uchun zarur qurituvchi hisoblanadi.

3Å molekulyar elaklar bir qator materiallarni quritish uchun ishlatiladi, masalanetanol, havo,sovutgichlar,tabiiy gazvato'yinmagan uglevodorodlar. Ikkinchisiga yorilish gazlari kiradi,asetilen,etilen,propilenvabutadien.

3Å molekulyar elakdan suvni etanoldan olib tashlash uchun foydalaniladi, keyinchalik u to'g'ridan-to'g'ri bio-yoqilg'i sifatida yoki bilvosita kimyoviy moddalar, oziq-ovqat, farmatsevtika va boshqalar kabi turli xil mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Oddiy distillash butun suvni (etanol ishlab chiqarishning kiruvchi qo'shimcha mahsuloti) etanol jarayoni oqimidan olib tashlanishi mumkin emasligi sababliazeotropog'irlik bo'yicha taxminan 95,6 foiz konsentratsiyada, molekulyar elak boncuklar suvni boncuklar ichiga adsorbsiyalash va etanolning erkin o'tishini ta'minlash orqali etanol va suvni molekulyar darajada ajratish uchun ishlatiladi. Boncuklar suv bilan to'ldirilganidan so'ng, harorat yoki bosimni boshqarish mumkin, bu suvni molekulyar elak boncuklaridan chiqarishga imkon beradi.[15]

3Å molekulyar elaklar xona haroratida, nisbiy namligi 90% dan ko'p bo'lmagan holda saqlanadi. Ular suv, kislotalar va ishqorlardan uzoqroq tutilgan holda past bosim ostida muhrlanadi.

4Å

Kimyoviy formulasi: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Kremniy-alyuminiy nisbati: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

Ishlab chiqarish

4Å elakni ishlab chiqarish nisbatan sodda, chunki u yuqori bosim va ayniqsa yuqori haroratni talab qilmaydi. Odatda ning suvli eritmalarinatriy silikatvanatriy aluminat80 ° C da birlashtiriladi. Solvent bilan singdirilgan mahsulot 400 °C da "pishirish" orqali "faollashtiriladi".kation almashinuviningnatriyuchunkaliy(3A uchun) yokikaltsiy(5A uchun)

Foydalanish

Quritish uchun erituvchilar

4Å molekulyar elaklar laboratoriya erituvchilarni quritish uchun keng qo'llaniladi. Ular suv va boshqa kritik diametri 4 Å dan kam bo'lgan NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 va C2H4 kabi molekulalarni o'zlashtira oladi. Ular suyuqlik va gazlarni quritish, tozalash va tozalashda (masalan, argon tayyorlashda) keng qo'llaniladi.

 

Polyester agent qo'shimchalari[tahrirlash]

Ushbu molekulyar elaklar yuvish vositalariga yordam berish uchun ishlatiladi, chunki ular orqali demineralizatsiyalangan suv ishlab chiqarish mumkinkaltsiyion almashinuvi, axloqsizlikni olib tashlash va cho'kishning oldini olish. Ular almashtirish uchun keng qo'llaniladifosfor. 4Å molekulyar elak detarjanning atrof-muhitga ta'sirini yumshatish uchun natriy tripolifosfatni yordamchi vosita sifatida almashtirishda katta rol o'ynaydi. U sifatida ham foydalanish mumkinsovunshakllantirish agenti va ichidatish pastasi.

Zararli chiqindilarni qayta ishlash

4Å molekulyar elaklar kanalizatsiyani katyonik turlardan tozalashi mumkinammoniyionlari, Pb2+, Cu2+, Zn2+ va Cd2+. NH4+ uchun yuqori selektivlik tufayli ular kurashda muvaffaqiyatli qo'llanilganevtrofikatsiyahaddan tashqari ammoniy ionlari tufayli suv yo'llarida boshqa ta'sirlar. Sanoat faoliyati tufayli suvda mavjud bo'lgan og'ir metall ionlarini olib tashlash uchun 4Å molekulyar elaklardan ham foydalanilgan.

Boshqa maqsadlar

Themetallurgiya sanoati: ajratuvchi vosita, ajralish, sho'r kaliy ekstraksiyasi,rubidiy,seziyva boshqalar.

Neft-kimyo sanoati,katalizator,qurituvchi, adsorbent

Qishloq xo'jaligi:tuproq konditsioneri

Tibbiyot: kumush yuklangseolitantibakterial vosita.

5Å

Kimyoviy formulasi: 0,7CaO•0,30Na2O•Al2O3•2,0SiO2 •4,5H2O

Kremniy-alyuminiy oksidi nisbati: SiO2/ Al2O3≈2

Ishlab chiqarish

5A molekulyar elaklar kation almashinuvi natijasida hosil bo'ladikaltsiyuchunnatriy4A molekulyar eleklarda (yuqoriga qarang)

Foydalanish

besh -angström(5Å) molekulyar elaklar ko'pincha ishlatiladineftsanoat, ayniqsa gaz oqimlarini tozalash va kimyo laboratoriyasida ajratish uchunbirikmalarva quritish reaktsiyasining boshlang'ich materiallari. Ularda aniq va bir xil o'lchamdagi mayda teshiklar mavjud bo'lib, ular asosan gazlar va suyuqliklar uchun adsorbent sifatida ishlatiladi.

Quritish uchun besh-ångström molekulyar elaklardan foydalaniladitabiiy gaz, ijro etish bilan birgaoltingugurtdan tozalashvadekarbonatsiyagazdan. Ulardan kislorod, azot va vodorod aralashmalarini, moy-mumli n-uglevodorodlarni tarmoqlangan va polisiklik uglevodorodlardan ajratish uchun ham foydalanish mumkin.

Besh-ångström molekulyar elaklar xona haroratida saqlanadi, a bilannisbiy namlikkarton bochkalarda yoki kartonli qadoqlarda 90% dan kam. Molekulyar elaklar havo va suvga to'g'ridan-to'g'ri ta'sir qilmasligi kerak, kislotalar va ishqorlardan qochish kerak.

Molekulyar elaklarning morfologiyasi

Molekulyar elaklar har xil shakl va o'lchamlarda mavjud. Ammo sharsimon boncuklar boshqa shakllarga nisbatan afzalliklarga ega, chunki ular pastroq bosim tushishini ta'minlaydi, ularning o'tkir qirralari yo'qligi sababli aşınmaya bardoshli va yaxshi kuchga ega, ya'ni maydon birligiga talab qilinadigan ezish kuchi yuqori. Ba'zi boncuklu molekulyar elaklar kamroq issiqlik sig'imini taklif qiladi, shuning uchun regeneratsiya paytida energiya talablarini kamaytiradi.

Boncukli molekulyar elaklardan foydalanishning yana bir afzalligi shundaki, massa zichligi odatda boshqa shakllarga qaraganda yuqori, shuning uchun bir xil adsorbsiya talabi uchun molekulyar elakning talab qilinadigan hajmi kamroq bo'ladi. Shunday qilib, to'siqlarni yo'q qilishda munchoqli molekulyar elaklardan foydalanish, bir xil hajmda ko'proq adsorbentni yuklash va har qanday tomir modifikatsiyasidan qochish mumkin.