Molekulyar ələk, vahid ölçülü məsamələri (çox kiçik dəlikləri) olan bir materialdır

Molekulyar ələk, vahid ölçülü məsamələri (çox kiçik dəlikləri) olan bir materialdır. Bu məsamə diametrləri kiçik molekullara ölçülərinə görə oxşardır və buna görə də böyük molekullar daxil ola və ya adsorbsiya oluna bilməz, kiçik molekullar isə daxil ola bilər. Molekulların qarışığı ələk (və ya matris) adlanan məsaməli, yarı bərk maddənin stasionar yatağından keçdikcə, ən yüksək molekulyar çəkiyə malik komponentlər (molekulyar məsamələrə keçə bilməyənlər) əvvəlcə yatağı tərk edir, ardınca isə daha kiçik molekullar gəlir. Bəzi molekulyar ələklər molekulları ölçülərinə görə çeşidləyən ayırma texnikası olan ölçü istisna xromatoqrafiyasında istifadə olunur. Digər molekulyar ələklər quruducu kimi istifadə olunur (bəzi nümunələrə aktivləşdirilmiş kömür və silisium geli daxildir).
Molekulyar ələyin məsamə diametri angström (Å) və ya nanometr (nm) ilə ölçülür. IUPAC notasiyasına görə, mikroməsaməli materialların məsamə diametri 2 nm-dən (20 Å) az, makroməsaməli materialların məsamə diametri isə 50 nm-dən (500 Å) çoxdur; beləliklə, mezoməsaməli kateqoriya ortada yerləşir və məsamə diametri 2 ilə 50 nm (20–500 Å) arasındadır.
Materiallar
Molekulyar ələklər mikro, mezo və ya makro məsaməli material ola bilər.
Mikroməsaməli material (
●Seolitlər (alüminosilikat mineralları, alüminium silikatla qarışdırılmamalıdır)
●Zeolit ​​LTA: 3–4 Å
●Məsaməli şüşə: 10 Å (1 nm) və yuxarı
●Aktiv karbon: 0–20 Å (0–2 nm) və yuxarı
●Gillər
●Montmorillonit qarışıqları
●Halloysit (endelit): İki ümumi formaya rast gəlinir: hidratlaşdıqda gil təbəqələr arasında 1 nm məsafə, susuzlaşdıqda isə (meta-halloysit) məsafə 0,7 nm-dir. Halloysit təbii olaraq diametri orta hesabla 30 nm, uzunluğu isə 0,5 ilə 10 mikrometr arasında olan kiçik silindrlər şəklində meydana gəlir.
Mezo məsaməli material (2–50 nm)
Silisium dioksid (silisium geli hazırlamaq üçün istifadə olunur): 24 Å (2.4 nm)
Makroməsaməli material (>50 nm)
Makroməsaməli silisium, 200–1000 Å (20–100 nm)
Tətbiqlər[redaktə]
Molekulyar ələklər tez-tez neft sənayesində, xüsusən də qaz axınlarını qurutmaq üçün istifadə olunur. Məsələn, maye təbii qaz (LNG) sənayesində buz və ya metan klatratının yaratdığı tıxanmaların qarşısını almaq üçün qazın su tərkibini 1 ppmv-dən az azaltmaq lazımdır.
Laboratoriyada həlledicini qurutmaq üçün molekulyar ələklərdən istifadə olunur. "Ələklər"in adətən aqressiv quruducu maddələrdən istifadə edən ənənəvi qurutma üsullarından üstün olduğu sübut edilmişdir.
Seolitlər termini altında molekulyar ələklər geniş katalitik tətbiqlər üçün istifadə olunur. Onlar izomerləşmə, alkilləşmə və epoksidləşməni katalizləşdirir və hidrokrekinq və maye katalitik krekinq də daxil olmaqla genişmiqyaslı sənaye proseslərində istifadə olunur.
Onlar həmçinin tənəffüs aparatları üçün hava təchizatının, məsələn, dalğıclar və yanğınsöndürənlər tərəfindən istifadə edilənlərin filtrasiyasında da istifadə olunur. Belə tətbiqlərdə hava hava kompressoru ilə təmin edilir və tətbiqdən asılı olaraq molekulyar ələk və/və ya aktivləşdirilmiş karbonla doldurulmuş kartric filtrindən keçirilir və nəhayət, tənəffüs hava çənlərini doldurmaq üçün istifadə olunur. Belə filtrasiya tənəffüs hava təchizatından hissəcikləri və kompressor işlənmiş məhsullarını təmizləyə bilər.
FDA təsdiqi.
ABŞ Qida və Dərman Administrasiyası (FDA) 1 aprel 2012-ci il tarixinə 21 CFR 182.2727 altında istehlak məhsulları ilə birbaşa təmas üçün natrium alüminosilikatı təsdiqləyib. Bu təsdiqdən əvvəl Avropa Birliyi dərmanlarla birlikdə molekulyar ələklərdən istifadə edirdi və müstəqil sınaqlar molekulyar ələklərin bütün hökumət tələblərinə cavab verdiyini göstərsə də, sənaye hökumətin təsdiqi üçün tələb olunan bahalı sınaqları maliyyələşdirmək istəmirdi.
Regenerasiya
Molekulyar ələklərin regenerasiyası üsullarına təzyiq dəyişikliyi (oksigen konsentratorlarında olduğu kimi), daşıyıcı qazla qızdırılma və təmizlənmə (etanolun dehidratasiyasında istifadə edildiyi kimi) və ya yüksək vakuum altında qızdırılma daxildir. Regenerasiya temperaturu molekulyar ələk növündən asılı olaraq 175 °C (350 °F) ilə 315 °C (600 °F) arasında dəyişir. Bunun əksinə olaraq, silika geli adi sobada iki saat ərzində 120 °C (250 °F)-ə qədər qızdırılmaqla regenerasiya edilə bilər. Lakin, bəzi silika gel növləri kifayət qədər suya məruz qaldıqda "partlayacaq". Bu, su ilə təmasda olduqda silika kürələrinin qırılmasından qaynaqlanır.

Model	Məsamə diametri (Ångström)	Toplu sıxlıq (q/ml)	Adsorbsiya olunmuş su (% w/w)	Aşınma və ya aşınma, W(% çəki/ç)	İstifadə
3Å	3	0.60–0.68	19–20	0.3–0.6	Qurutma-ınneft 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 adsorbsiyasınatrium alüminosilikatFDA tərəfindən təsdiqlənmişdir (baxaşağıda) tibbi qablarda tərkibi quru və quru saxlamaq üçün molekulyar ələk kimi istifadə olunurqida əlavəsimalik olmaqElektron nömrəE-554 (yığılma əleyhinə vasitə); Qapalı maye və ya qaz sistemlərində, məsələn, dərmanların, elektrik komponentlərinin və tez xarab olan kimyəvi maddələrin qablaşdırılmasında statik susuzlaşdırma üçün; çap və plastik sistemlərində suyun təmizlənməsi və doymuş karbohidrogen axınlarının qurudulması üçün üstünlük verilir. Adsorbsiya olunmuş növlərə SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 və C3H6 daxildir. Ümumiyyətlə, qütb və qeyri-qütb mühitlərdə universal qurutma vasitəsi hesab olunur;[12]ayrılmasıtəbii qazvəalkenlər, azot olmayan həssaslıqda suyun adsorbsiyasıpoliuretan
5Å-DW	5	0.45–0.50	21–22	0.3–0.6	Yağsızlaşdırma və tökülmə nöqtəsinin depressiyasıaviasiya kerosinvədizelvə alkenlərin ayrılması
5Å kiçik oksigenlə zənginləşdirilmiş	5	0.4–0.8	≥23		Tibbi və ya sağlam oksigen generatoru üçün xüsusi olaraq hazırlanmışdır[istinad tələb olunur]
5Å	5	0.60–0.65	20–21	0.3–0.5	Havanın qurudulması və təmizlənməsi;susuzlaşmavəkükürdsüzləşdirmətəbii qazın vəmaye neft qazı;oksigenvəhidrogenistehsal tərəfindəntəzyiq yelləncək adsorbsiyasıproses
10X	8	0.50–0.60	23–24	0.3–0.6	Yüksək səmərəli sorbsiya, qaz və mayelərin qurudulması, dekarburizasiyası, kükürdsüzləşdirilməsi və ayrılmasında istifadə olunur.aromatik karbohidrogen
13X	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Neft qazının və təbii qazın qurudulması, kükürdsüzləşdirilməsi və təmizlənməsi
13X-AS	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Dekarburizasiyavə hava ayırma sənayesində qurutma, oksigen konsentratlarında azotun oksigendən ayrılması
Cu-13X	10	0.50–0.60	23–24	0.3–0.5	Şirinləşdirmə(çıxarılmasıtiollar) -ınaviasiya yanacağıvə müvafiqmaye karbohidrogenlər

Adsorbsiya qabiliyyətləri

3Å

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

Silisium-alüminium oksid nisbəti: SiO2/ Al2O3≈2

İstehsal

3A molekulyar ələkləri kation mübadiləsi yolu ilə istehsal olunurkaliumüçünnatrium4A molekulyar ələklərdə (Aşağıya baxın)

İstifadə

3Å molekulyar ələklər diametri 3 Å-dən böyük olan molekulları adsorbsiya etmir. Bu molekulyar ələklərin xüsusiyyətlərinə sürətli adsorbsiya sürəti, tez-tez regenerasiya qabiliyyəti, yaxşı əzilmə müqaviməti və s. daxildir.çirklənməyə qarşı müqavimətBu xüsusiyyətlər ələyin həm səmərəliliyini, həm də ömrünü artıra bilər. 3Å molekulyar ələklər neft və kimya sənayesində neft emalı, polimerləşmə və kimyəvi qaz-maye dərinliyində qurutma üçün zəruri quruducu maddədir.

3Å molekulyar ələklər müxtəlif materialları qurutmaq üçün istifadə olunur, məsələnetanol, hava,soyuducu maddələr,təbii qazvədoymamış karbohidrogenlərSonunculara krekinq qazı daxildir,asetilen,etilen,propilenvəbutadien.

3Å molekulyar ələk, sonradan birbaşa bioyanacaq kimi və ya dolayı yolla kimyəvi maddələr, qidalar, əczaçılıq və digər məhsullar kimi müxtəlif məhsullar istehsal etmək üçün istifadə edilə bilən etanoldan suyu təmizləmək üçün istifadə olunur. Normal distillə, etanol istehsalından yaranan arzuolunmaz əlavə məhsul olan bütün suyu etanol proses axınlarından təmizləyə bilmədiyi üçün...azeotropÇəkiyə görə təxminən 95,6 faiz konsentrasiyada olan 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 və bu da suyun molekulyar ələk muncuqlarından sərbəst buraxılmasına imkan verir.[15]

3Å molekulyar ələklər otaq temperaturunda, nisbi rütubət 90%-dən çox olmamaq şərti ilə saxlanılır. Onlar aşağı təzyiq altında möhürlənir və sudan, turşulardan və qələvilərdən uzaq saxlanılır.

4Å

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

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

İstehsal

4Å ələyinin istehsalı nisbətən sadədir, çünki nə yüksək təzyiq, nə də xüsusilə yüksək temperatur tələb edir. Adətən sulu məhlullarnatrium silikatvənatrium alüminat80 °C-də birləşdirilir. Həlledici ilə hopdurulmuş məhsul 400 °C-də "bişirmə" yolu ilə "aktivləşdirilir". 4A ələkləri 3A və 5A ələklərinin öncülü kimi xidmət edir.kation mübadiləsi-ınnatriumüçünkalium(3A üçün) və yakalsium(5A üçün)

İstifadə

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 bilir. Onlar mayelərin və qazların qurudulması, təmizlənməsi və təmizlənməsi (məsələn, arqonun hazırlanması) üçün geniş istifadə olunur.

 

Polyester agent əlavələriredaktə]

Bu molekulyar ələklər yuyucu vasitələrə kömək etmək üçün istifadə olunur, çünki onlar demineralizasiya olunmuş su istehsal edə bilirlər.kalsiumion mübadiləsi, çirklənməni aradan qaldırmaq və qarşısını almaq. Onlar geniş şəkildə əvəz etmək üçün istifadə olunurfosfor4Å molekulyar ələk, yuyucu vasitənin ətraf mühitə təsirini azaltmaq üçün natrium tripolifosfatı yuyucu vasitə köməkçisi kimi əvəz etməkdə əsas rol oynayır. O, həmçininsabunəmələ gətirən agent vədiş pastası.

Zərərli tullantıların emalı

4Å molekulyar ələklər kimi kation növlərinin çirkab sularını təmizləyə bilərammoniumionları, Pb2+, Cu2+, Zn2+ və Cd2+. NH4+ üçün yüksək selektivliyə görə, onlar mübarizə aparmaq üçün sahədə uğurla tətbiq edilmişdir.evtrofikasiyavə həddindən artıq ammonium ionları səbəbindən su yollarında digər təsirlər. 4Å molekulyar ələklər, sənaye fəaliyyətləri səbəbindən suda mövcud olan ağır metal ionlarını təmizləmək üçün də istifadə edilmişdir.

Digər məqsədlər

Themetallurgiya sənayesiayırıcı agent, ayırma, duzlu suda kaliumun çıxarılması,rubidium,seziumvə s.

Neft-kimya sənayesi,katalizator,quruducu, adsorbent

Kənd təsərrüfatı:torpaq kondisioneri

Dərman: gümüş yükləyinseolitantibakterial agent.

5Å

Kimyəvi formul: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2 •4.5H2O

Silisium-alüminium oksid nisbəti: SiO2/ Al2O3≈2

İstehsal

5A molekulyar ələkləri kation mübadiləsi yolu ilə istehsal olunurkalsiumüçünnatrium4A molekulyar ələklərdə (Yuxarıya baxın)

İstifadə

Beş-ångström(5Å) molekulyar ələklər tez-tez istifadə olunurneftsənayedə, xüsusən də qaz axınlarının təmizlənməsi və kimya laboratoriyasında ayrılması üçünbirləşmələrvə qurutma reaksiyasının başlanğıc materialları. Onlar dəqiq və vahid ölçülü kiçik məsamələrə malikdir və əsasən qazlar və mayelər üçün adsorbent kimi istifadə olunur.

Qurutma üçün beş angström molekulyar ələklərdən istifadə olunurtəbii qazifa etməklə yanaşıkükürdsüzləşdirməvədekarbonasiyaqazın. Onlar həmçinin oksigen, azot və hidrogen qarışıqlarını, eləcə də yağ-mum n-karbohidrogenlərini şaxələnmiş və polisiklik karbohidrogenlərdən ayırmaq üçün istifadə edilə bilər.

Beş angström molekulyar ələklər otaq temperaturunda, a ilə saxlanılırnisbi rütubətkarton çəlləklərdə və ya karton qablaşdırmada 90%-dən az olmalıdır. Molekulyar ələklər birbaşa hava və suya məruz qalmamalı, turşu və qələvilərdən qaçınılmalıdır.

Molekulyar ələklərin morfologiyası

Molekulyar ələklər müxtəlif forma və ölçülərdə mövcuddur. Lakin sferik muncuqlar digər formalara nisbətən daha aşağı təzyiq düşməsi təklif etmələri, iti kənarları olmadığı üçün aşınmaya davamlı olmaları və yaxşı möhkəmliyə malik olmaları, yəni vahid sahə üçün tələb olunan əzilmə qüvvəsinin daha yüksək olması ilə üstünlük təşkil edir. Bəzi muncuqlu molekulyar ələklər daha aşağı istilik tutumu təklif edir və beləliklə, regenerasiya zamanı daha az enerji tələb edir.

Muncuqlu molekulyar ələklərin istifadəsinin digər üstünlüyü, həcm sıxlığının adətən digər formalara nisbətən daha yüksək olmasıdır, beləliklə, eyni adsorbsiya tələbi üçün tələb olunan molekulyar ələk həcmi daha azdır. Beləliklə, şüşə boğazını açarkən, muncuqlu molekulyar ələklərdən istifadə etmək, eyni həcmdə daha çox adsorbent yükləmək və hər hansı bir damar modifikasiyasından qaçınmaq olar.