Molekulyar ələk vahid ölçüdə məsamələri (çox kiçik deşikləri) olan bir materialdır

Molekulyar ələk vahid ölçüdə məsamələri (çox kiçik deşikləri) olan bir materialdır. Bu məsamə diametrləri ölçülərinə görə kiçik molekullara bənzəyir və beləliklə, böyük molekullar daxil ola bilməz və ya adsorbsiya oluna bilməz, daha kiçik molekullar isə. Molekulların qarışığı süzgəc (və ya matris) adlanan məsaməli, yarı bərk maddənin stasionar yatağından keçərkən, ən yüksək molekulyar çəkiyə malik komponentlər (molekulyar məsamələrə keçə bilməyən) əvvəlcə yatağı tərk edir, ardıcıl olaraq daha kiçik molekullar izlədi. Bəzi molekulyar ələklər, molekulları ölçülərinə görə çeşidləyən bir ayırma üsulu olan ölçü istisna xromatoqrafiyasında istifadə olunur. Quruducu kimi digər molekulyar ələklərdən istifadə olunur (bəzi nümunələrə aktivləşdirilmiş kömür və silisium gel daxildir).
Molekulyar ələnin məsamə diametri ångströms (Å) və ya nanometrlərlə (nm) ölçülür. IUPAC qeydinə əsasən, mikroməsaməli materialların məsamə diametri 2 nm (20 Å)-dən azdır və makroməsaməli materialların məsamə diametri 50 nm-dən (500 Å) çoxdur; mesoporous kateqoriya beləliklə, 2 və 50 nm (20-500 Å) arasında olan məsamə diametrləri ilə ortada yerləşir.
Materiallar
Molekulyar ələklər mikroməsaməli, mezoporoz və ya makroməsaməli material ola bilər.
Mikroməsaməli material (
●Seolitlər (alüminium silikat mineralları, alüminium silikat ilə qarışdırılmamalıdır)
●Seolit ​​LTA: 3–4 Å
● Məsaməli şüşə: 10 Å (1 nm) və yuxarı
●Aktiv karbon: 0–20 Å (0–2 nm) və yuxarı
●Gillər
●Montmorillonit qarışığı
●Halloysit (endellit): İki ümumi forma tapılır, nəmləndirildikdə gil təbəqələr arasında 1 nm məsafəni nümayiş etdirir və susuzlaşdırıldıqda (meta-halloysite) məsafə 0,7 nm təşkil edir. Halloysit təbii olaraq orta diametri 30 nm, uzunluğu 0,5 ilə 10 mikrometr arasında olan kiçik silindrlər şəklində meydana gəlir.
Mezoporoz material (2–50 nm)
Silikon dioksid (silikagel hazırlamaq üçün istifadə olunur): 24 Å (2,4 nm)
Makroməsaməli material (>50 nm)
Böyük məsaməli silisium, 200–1000 Å (20–100 nm)
Tətbiqlər[redaktə]
Molekulyar ələklər tez-tez neft sənayesində, xüsusən də qaz axınlarının qurudulması üçün istifadə olunur. Məsələn, maye təbii qaz (LNG) sənayesində, buz və ya metan klatratın yaratdığı tıxanmaların qarşısını almaq üçün qazın su tərkibini 1 ppmv-dən aşağı salmaq lazımdır.
Laboratoriyada həlledicini qurutmaq üçün molekulyar ələklərdən istifadə olunur. "Ələklər" tez-tez aqressiv quruduculardan istifadə edən ənənəvi qurutma üsullarından üstün olduğunu sübut etdi.
Seolitlər termini altında molekulyar ələklər geniş spektrli katalitik tətbiqlər üçün istifadə olunur. Onlar izomerləşməni, alkilləşməni və epoksidləşməni katalizləyir və hidrokrekinq və maye katalitik krekinq daxil olmaqla geniş miqyaslı sənaye proseslərində istifadə olunur.
Onlar həmçinin tənəffüs aparatları üçün hava ehtiyatlarının filtrasiyasında istifadə olunur, məsələn, dalğıclar və yanğınsöndürənlər tərəfindən istifadə olunur. Bu cür tətbiqlərdə hava hava kompressoru tərəfindən təmin edilir və tətbiqdən asılı olaraq molekulyar ələk və/yaxud aktivləşdirilmiş karbonla doldurulan, nəhayət, tənəffüs havası çənlərini doldurmaq üçün istifadə edilən kartric filtrindən keçirilir. Belə filtrasiya hissəcikləri çıxara bilər. və tənəffüs havası təchizatından kompressorun egzoz məhsulları.
FDA təsdiqi.
ABŞ FDA 1 aprel 2012-ci il tarixindən etibarən 21 CFR 182.2727 altında istehlak materialları ilə birbaşa təmasda olmaq üçün natrium alüminosilikatı təsdiq etmişdir. Bu təsdiqdən əvvəl Avropa Birliyi dərman vasitələri ilə molekulyar ələklərdən istifadə etmişdi və müstəqil sınaq molekulyar ələklərin bütün hökumət tələblərinə cavab verdiyini təklif etdi, lakin sənaye hökumətin təsdiqi üçün tələb olunan bahalı sınaqları maliyyələşdirmək istəmirdi.
Regenerasiya
Molekulyar ələklərin bərpası üsullarına təzyiqin dəyişdirilməsi (oksigen konsentratorlarında olduğu kimi), daşıyıcı qazla qızdırılması və təmizlənməsi (etanolun dehidrasiyası zamanı istifadə edildiyi kimi) və ya yüksək vakuum altında qızdırılması daxildir. Regenerasiya temperaturları molekulyar ələk növündən asılı olaraq 175 °C (350 °F) ilə 315 °C (600 °F) arasında dəyişir. Bunun əksinə olaraq, silisium geli adi bir sobada iki saat ərzində 120 °C-yə (250 °F) qızdırmaqla bərpa oluna bilər. Bununla belə, bəzi silikagel növləri kifayət qədər suya məruz qaldıqda "patılacaq". Bu, su ilə təmasda olan silisium kürələrinin qırılması nəticəsində baş verir.

Model	məsamə diametri (Ångström)	Kütləvi sıxlıq (q/ml)	Adsorbsiya edilmiş su (% w/w)	Aşınma və ya aşınma, W(% w/w)	İstifadəsi
3Å	3	0,60-0,68	19-20	0,3-0,6	Qurutmaofneft krekinqiqaz və alkenlər, H2O-nun selektiv adsorbsiyasıizolyasiya edilmiş şüşə (IG)və poliuretan, qurutmaetanol yanacağıbenzinlə qarışdırmaq üçün.
4Å	4	0,60-0,65	20-21	0,3-0,6	Suyun içindəki adsorbsiyanatrium alüminosilikatFDA tərəfindən təsdiqlənmişdir (baxaşağıda) tərkibini quru saxlamaq üçün tibbi qablarda molekulyar ələk kimi istifadə olunurqida əlavəsiolanE-nömrəE-554 (anti-caking agent); Qapalı maye və ya qaz sistemlərində, məsələn, dərmanların, elektrik komponentlərinin və tez xarab olan kimyəvi maddələrin qablaşdırılmasında statik susuzlaşdırmaya üstünlük verilir; çap və plastik sistemlərdə suyun təmizlənməsi və doymuş karbohidrogen axınlarının qurudulması. Adsorbsiya edilmiş növlərə SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 və C3H6 daxildir. Ümumiyyətlə qütblü və qeyri-polar mühitlərdə universal qurutma agenti hesab olunur;[12]ayrılmasıtəbii qazvəalkenlər, qeyri-azot həssas su adsorbsiyapoliuretan
5Å-DW	5	0,45-0,50	21–22	0,3-0,6	Yağsızlaşdırma və tökmə nöqtəsinin çökməsiaviasiya kerosinvədizel, və alkenlərin ayrılması
5Å kiçik oksigenlə zənginləşdirilmişdir	5	0,4-0,8	≥23		Xüsusi olaraq tibbi və ya sağlam oksigen generatoru üçün nəzərdə tutulmuşdur[sitat lazımdır]
5Å	5	0,60-0,65	20-21	0,3-0,5	Havanın qurudulması və təmizlənməsi;susuzlaşdırmavəkükürdsüzləşdirmətəbii qaz vəmaye neft qazı;oksigenvəhidrogentərəfindən istehsaltəzyiq yelləncək adsorbsiyaproses
10X	8	0,50-0,60	23-24	0,3-0,6	Yüksək səmərəli sorbsiya, qurutma, dekarburizasiya, qaz və mayelərin kükürdsüzləşdirilməsi və ayrılması üçün istifadə olunur.aromatik karbohidrogen
13X	10	0,55-0,65	23-24	0,3-0,5	Neft qazının və təbii qazın qurudulması, kükürddən təmizlənməsi və təmizlənməsi
13X-AS	10	0,55-0,65	23-24	0,3-0,5	Dekarburizasiyavə hava ayırma sənayesində qurutma, oksigen konsentratorlarında azotun oksigendən ayrılması
Cu-13X	10	0,50-0,60	23-24	0,3-0,5	Şirinləşdirmə(çıxarılmasıtiollar) ofaviasiya yanacağıvə müvafiqmaye karbohidrogenlər

Adsorbsiya imkanları

3Å

Təxmini kimyəvi düstur: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

Silisium oksidinin nisbəti: SiO2/ Al2O3≈2

İstehsal

3A molekulyar ələkləri kation mübadiləsi ilə istehsal olunurkaliumüçünnatrium4A molekulyar ələklərdə (aşağıya bax)

İstifadəsi

3Å molekulyar ələklər diametri 3 Å-dən böyük olan molekulları adsorbsiya etmir. Bu molekulyar ələklərin xüsusiyyətlərinə sürətli adsorbsiya sürəti, tez-tez regenerasiya qabiliyyəti, yaxşı sarsıdıcı müqavimət vəçirklənməyə qarşı müqavimət. Bu xüsusiyyətlər ələkin həm səmərəliliyini, həm də xidmət müddətini artıra bilər. 3Å molekulyar ələklər neft və kimya sənayesində neftin emalı, polimerləşmə və kimyəvi qaz-maye dərinlikdə qurudulması üçün zəruri quruducudur.

3Å molekulyar ələklər bir sıra materialları qurutmaq üçün istifadə olunur, məsələnetanol, hava,soyuducu maddələr,təbii qazvədoymamış karbohidrogenlər. Sonunculara krekinq qazı,asetilen,etilen,propilenvəbutadien.

3Å molekulyar ələk suyu etanoldan çıxarmaq üçün istifadə olunur, daha sonra birbaşa bio-yanacaq kimi və ya dolayı yolla kimyəvi maddələr, qidalar, əczaçılıq məhsulları və s. kimi müxtəlif məhsullar istehsal etmək üçün istifadə edilə bilər. Normal distillə nəticəsində bütün suyu (etanol istehsalının arzuolunmaz əlavə məhsulu) etanol proses axınlarından çıxarmaq mümkün olmadığı üçünazeotropçəki üzrə təxminən 95,6% konsentrasiyada, molekulyar ələk muncuqları suyu muncuqlara adsorbsiya edərək və etanolun sərbəst keçməsinə imkan verərək etanol və suyu molekulyar səviyyədə ayırmaq üçün istifadə olunur. Muncuqlar su ilə dolduqdan sonra temperatur və ya təzyiq manipulyasiya edilə bilər ki, bu da suyun molekulyar ələk muncuqlarından sərbəst buraxılmasına imkan verir.[15]

3Å molekulyar ələklər otaq temperaturunda, nisbi rütubəti 90%-dən çox olmayan yerdə saxlanılır. Onlar aşağı təzyiq altında, sudan, turşulardan və qələvilərdən uzaq saxlanılaraq möhürlənirlər.

4Å

Kimyəvi formula: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Silikon-alüminium nisbəti: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

İstehsal

4Å ələk istehsalı nisbətən sadədir, çünki nə yüksək təzyiqlər, nə də xüsusilə yüksək temperatur tələb edir. Tipik olaraq sulu məhlullarnatrium silikatvənatrium alüminat80 ° C-də birləşdirilir. Solventlə hopdurulmuş məhsul 400 °C-də "bişirilərək" aktivləşdirilir.kation mübadiləsiofnatriumüçünkalium(3A üçün) və yakalsium(5A üçün)

İstifadəsi

Qurutma həllediciləri

4Å molekulyar ələklər laboratoriya həlledicilərini qurutmaq üçün geniş istifadə olunur. Onlar suyu və NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 və C2H4 kimi kritik diametri 4 Å-dən az olan digər molekulları uda bilirlər. Onlar mayelərin və qazların (məsələn, arqon hazırlanması kimi) qurudulması, təmizlənməsi və təmizlənməsində geniş istifadə olunur.

 

Polyester agent əlavələri[redaktə et]

Bu molekulyar ələklər yuyucu vasitələrə kömək etmək üçün istifadə olunur, çünki onlar vasitəsilə demineralizasiya olunmuş su istehsal olunurkalsiumion mübadiləsi, çıxarın və kirlərin çökməsinin qarşısını alır. Onlar əvəz etmək üçün geniş istifadə olunurfosfor. 4Å molekulyar ələk, yuyucu vasitənin ətraf mühitə təsirini azaltmaq üçün natrium tripolifosfatı köməkçi vasitə kimi əvəz etmək üçün böyük rol oynayır. kimi də istifadə oluna bilərsabunformalaşdıran agent və indiş pastası.

Zərərli tullantıların emalı

4Å molekulyar ələklər, məsələn, kationik növlərin çirkab sularını təmizləyə bilərammoniumionları, Pb2+, Cu2+, Zn2+ və Cd2+. NH4+ üçün yüksək seçiciliyə görə onlar döyüş üçün sahədə uğurla tətbiq edilmişdirevtrofikasiyavə həddindən artıq ammonium ionlarına görə su yollarında digər təsirlər. 4Å molekulyar ələklər sənaye fəaliyyəti ilə əlaqədar suda mövcud olan ağır metal ionlarını təmizləmək üçün də istifadə edilmişdir.

Digər məqsədlər

Themetallurgiya sənayesi: ayırıcı agent, ayırma, duzlu kaliumun çıxarılması,rubidium,seziumvə s.

Neft-kimya sənayesi,katalizator,quruducu, adsorbent

Kənd təsərrüfatı:torpaq kondisioner

Dərman: gümüş yükləyinseolitantibakterial agent.

5Å

Kimyəvi formula: 0,7CaO•0,30Na2O•Al2O3•2,0SiO2 •4,5H2O

Silisium oksidinin nisbəti: SiO2/ Al2O3≈2

İstehsal

5A molekulyar ələklər kation mübadiləsi ilə istehsal olunurkalsiumüçünnatrium4A molekulyar ələklərdə (yuxarıya bax)

İstifadəsi

beş-angström(5Å) molekulyar ələklərdən tez-tez istifadə olunurneftsənaye, xüsusilə qaz axınlarının təmizlənməsi üçün və kimya laboratoriyasında ayırmaq üçünbirləşmələrvə qurutma reaksiyasının başlanğıc materialları. Onların tərkibində dəqiq və vahid ölçülü kiçik məsamələr var və əsasən qazlar və mayelər üçün adsorbent kimi istifadə olunur.

Qurumaq üçün beş-ångström molekulyar ələklərdən istifadə olunurtəbii qaz, ifa etməklə yanaşıkükürdsüzləşdirməvədekarbonasiyaqazın. Onlar həmçinin oksigen, azot və hidrogen qarışıqlarını və neft mumlu n-karbohidrogenləri budaqlanmış və polisiklik karbohidrogenlərdən ayırmaq üçün istifadə edilə bilər.

Beş ångström molekulyar ələklər otaq temperaturunda saxlanılırnisbi rütubətkarton barellərdə və ya karton qablaşdırmada 90%-dən az. Molekulyar ələklər birbaşa havaya və suya məruz qalmamalı, turşu və qələvilərdən qaçınılmalıdır.

Molekulyar ələklərin morfologiyası

Molekulyar ələklər müxtəlif forma və ölçülərdə mövcuddur. Lakin sferik muncuqlar digər formalara nisbətən üstünlüyə malikdir, çünki onlar daha aşağı təzyiq düşməsi təklif edir, iti kənarları olmadığı üçün aşınmaya davamlıdırlar və yaxşı gücə malikdirlər, yəni vahid sahəyə tələb olunan əzmə qüvvəsi daha yüksəkdir. Bəzi muncuqlu molekulyar ələklər daha aşağı istilik tutumu təklif edir, beləliklə, regenerasiya zamanı daha az enerji tələb olunur.

Muncuqlu molekulyar ələklərdən istifadənin digər üstünlüyü kütlə sıxlığının adətən digər formalardan daha yüksək olmasıdır, beləliklə eyni adsorbsiya tələbi üçün tələb olunan molekulyar ələk həcmi daha azdır. Beləliklə, darboğazı aradan qaldırarkən, muncuqlu molekulyar ələklərdən istifadə etmək, eyni həcmdə daha çox adsorbent yükləmək və hər hansı bir damar modifikasiyasından qaçmaq olar.