Molekulýar elek, birmeňzeş ululykdaky gözenekleri (örän kiçi deşikleri) bolan materialdyr

Molekulýar elek, deň ölçegli gözenekleri (örän kiçi deşikleri) bolan materialdyr. Bu gözenekleriň diametrleri kiçi molekulalara meňzeşdir we şonuň üçin uly molekulalar girip ýa-da adsorbsiýa edilip bilmez, kiçi molekulalar bolsa girip biler. Molekullaryň garyndysy gözenekli, ýarym gaty maddanyň hereketsiz gatlagyndan geçip barýarka, ilki bilen iň ýokary molekulýar agramdaky komponentler (molekulýar gözeneklere geçip bilmeýärler) gatlakdan çykýarlar, soňra bolsa yzygiderli kiçi molekulalar geçýärler. Käbir molekulýar elekler molekulalary ölçeglerine görä tertipleýän bölmek usuly bolan ölçegleri aýyrýan hromatografiýada ulanylýar. Beýleki molekulýar elekler guradyjy hökmünde ulanylýar (käbir mysallara aktiwleşdirilen kömür we silika geli girýär).
Molekulýar elekleriň gözenek diametri angströmlerde (Å) ýa-da nanometrlerde (nm) ölçenýär. IUPAC belligi boýunça, mikrogözenekli materiallaryň gözenek diametri 2 nm-den (20 Å) az, makrogözenekli materiallaryň gözenek diametri bolsa 50 nm-den (500 Å) uly; şonuň üçin mezogözenekli kategoriýa gözenek diametri 2 bilen 50 nm (20–500 Å) aralygynda ortada ýerleşýär.
Materiallar
Molekulýar elekler mikrogözenekli, mezogözenekli ýa-da makrogözenekli material bolup biler.
Mikrogözenekli material (
●Zeolitler (aluminosilikat minerallary, alýumin silikat bilen garyşdyrmaly däl)
●Zeolit ​​LTA: 3–4 Å
●Gözenekli aýna: 10 Å (1 nm) we ondan ýokary
●Aktiw uglerod: 0–20 Å (0–2 nm) we ondan ýokary
●Toýunlar
●Montmorillonit garyndylary
●Galloysit (endellit): Iki sany umumy görnüş duş gelýär: gidratlananda toýun gatlaklarynyň arasynda 1 nm aralyk, guradylanda bolsa (meta-halloysit) aralyk 0,7 nm bolýar. Galloysit tebigy ýagdaýda diametri ortaça 30 nm we uzynlygy 0,5 bilen 10 mikrometr aralygynda bolan kiçi silindrler görnüşinde ýüze çykýar.
Mezo gözenekli material (2–50 nm)
Kremniý dioksidi (kremniý gelini öndürmek üçin ulanylýar): 24 Å (2.4 nm)
Makrogözenekli material (>50 nm)
Makrogözenekli kremniý, 200–1000 Å (20–100 nm)
Programmalar[redaktirle]
Molekulýar elekler köplenç nebit senagatynda, esasanam gaz akymlaryny guratmak üçin ulanylýar. Mysal üçin, suwuk tebigy gaz (LNG) senagatynda buz ýa-da metan klatrat sebäpli dykylmalaryň öňüni almak üçin gazyň suw mukdaryny 1 ppmv-den azlaşdyrmaly.
Laboratoriýada ergini guratmak üçin molekulýar elekler ulanylýar. "Elekler" köplenç agressiw guradyjylary ulanýan däp bolan guradyş usullaryndan has gowydygyny subut etdi.
Zeolitler termini bilen molekulýar elekler katalitik ulanylyşlaryň giň gerimi üçin ulanylýar. Olar izomerleşmegi, alkilleşmegi we epoksidleşmegi katalizleýär we gidrokreking we suwuk katalitik kreking ýaly iri möçberli senagat proseslerinde ulanylýar.
Şeýle hem, olar dem alyş enjamlary üçin howa serişdelerini süzmekde ulanylýar, mysal üçin, akwalangçylar we ýangyn söndürijiler tarapyndan ulanylýanlar. Şeýle ulanyşlarda howa howa kompressory arkaly berilýär we ulanylyşyna baglylykda molekulýar elek we/ýa-da aktiwleşdirilen kömür bilen doldurylýan kartrij süzgüjinden geçirilýär, ahyrsoňy dem alyş howa baklaryny doldurmak üçin ulanylýar. Şeýle süzgüçleme dem alyş howa üpjünçiliginden bölejikleri we kompressoryň çykyş önümlerini aýryp bilýär.
FDA-nyň tassyklamasy.
ABŞ-nyň FDA-sy 2012-nji ýylyň 1-nji apreline çenli 21 CFR 182.2727 standarty boýunça sarp edilýän önümler bilen gönüden-göni gatnaşyk üçin natriý alýuminosilikatyny tassyklady. Bu tassyklamadan öň Ýewropa Bileleşigi derman serişdeleri bilen molekulýar elekleri ulandy we garaşsyz synaglar molekulýar elekleriň hökümetiň ähli talaplaryna laýyk gelýändigini görkezdi, ýöne senagat hökümetiň tassyklamagy üçin zerur bolan gymmat synaglary maliýeleşdirmäge isleg bildirmedi.
Täzeden döremek
Molekulýar elekleriň gaýtadan dikeldilmeginiň usullary basyşyň üýtgemegini (kislorod konsentratorlarynda bolşy ýaly), daşaýjy gaz bilen gyzdyrmak we arassalamak (etanolyň suwsuzlandyrylmagynda ulanylanda bolşy ýaly) ýa-da ýokary wakuumda gyzdyrmakdan ybaratdyr. Regenerasiýa temperaturasy molekulýar elekleriň görnüşine baglylykda 175 °C (350 °F) -dan 315 °C (600 °F) -a çenli üýtgeýär. Tersine, silika gelini adaty peçde iki sagatlap 120 °C (250 °F) -a çenli gyzdyrmak arkaly gaýtadan dikeldilip bilner. Şeýle-de bolsa, silika geliniň käbir görnüşleri ýeterlik suwa sezewar bolanda "ýarylýar". Bu, suw bilen degende silika sferalarynyň döwülmeginden ýüze çykýar.

Model	Gözenek diametri (Angström)	Köp mukdarda dykyzlyk (g/ml)	Adsorbsiýa edilen suw (% w/w)	Ýyrtylma ýa-da aşynma, W(% w/w)	Ulanylyşy
3Å	3	0.60–0.68	19–20	0.3–0.6	Guraklyk-nyňnebit krekingigaz we alkenler, H2O-nyň selektiw adsorbsiýasyizolýasiýa edilen aýna (IG)we poliuretan, guradyşetanol ýangyjybenzin bilen garyşdyrmak üçin.
4Å	4	0.60–0.65	20–21	0.3–0.6	Suwuň adsorbsiýasynatriý alýuminosilikatFDA tarapyndan tassyklanan (serediňaşakda) lukmançylyk gaplarynda içindäkileri gurak we şeýle saklamak üçin molekulýar elek hökmünde ulanylýariýmit goşundysyeýe bolmakElektron nomerE-554 (toplaşmagyň öňüni alýan serişde); Ýapyk suwuklyk ýa-da gaz ulgamlarynda, mysal üçin, dermanlaryň, elektrik bölekleriniň we çalt zaýalanýan himiki maddalaryň gaplamasynda statiki suwsuzlandyrmak üçin; çap we plastmassa ulgamlarynda suwy arassalamak we doýgun uglewodorod akymlaryny guratmak üçin amatlydyr. Adsorbsiýa edilen görnüşlere SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 we C3H6 girýär. Umuman, polýar we polýar däl gurşawlarda uniwersal guradyjy serişde hasaplanýar;[12]aýrylyştebigy gazwealkenler, azot duýgur bolmadyk suwuň adsorbsiýasypoliuretan
5Å-DW	5	0.45–0.50	21–22	0.3–0.6	Ýagdan arassalamak we dökülme nokadynyň peselmegiawiasiýa kerosinwedizelwe alkenleriň bölünişi
5Å kiçi kislorod bilen baýlaşdyrylan	5	0.4–0.8	≥23		Lukmançylyk ýa-da saglyk üçin niýetlenen kislorod generatory üçin ýörite dizaýn edildi[sitirleme gerek]
5Å	5	0.60–0.65	20–21	0.3–0.5	Howanyň guradylmagy we arassalanmagy;suwsuzlanmawekükürtden arassalamaktebigy gazyň wesuwuk nebit gazy;kislorodwewodorodöndürişbasyş üýtgeýän adsorbsiýaproses
10X	8	0.50–0.60	23–24	0.3–0.6	Gazy we suwuklyklary guratmakda, dekarburizasiýa etmekde, kükürdi arassalamakda we bölmekde ulanylýan ýokary netijeli sorbsiýaaromatik uglewodorodlar
13X	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Nebit gazynyň we tebigy gazyň guradylmagy, kükürtden arassalanmagy we arassalanmagy
13X-AS	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Dekarburizasiýawe howany bölmek senagatynda guraklyk, kislorod konsentratorlarynda azoty kisloroddan bölmek
Cu-13X	10	0.50–0.60	23–24	0.3–0.5	Süýjülendirme(aýrylmagytiollar) -nyňawiasiýa ýangyjywe degişlisuwuk uglewodorodlar

Adsorbsiýa mümkinçilikleri

3Å

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

Kremniý-alýumin oksidi gatnaşygy: SiO2/ Al2O3≈2

Önümçilik

3A molekulýar elekler kation alyş-çalşygy arkaly öndürilýärkaliýüçinnatriý4A molekulýar eleklerde (aşakda serediň)

Ulanylyşy

3Å molekulýar elekler diametri 3 Å-den uly bolan molekulalary adsorbsiýa etmeýär. Bu molekulýar elekleriň aýratynlyklaryna çalt adsorbsiýa tizligi, ýygy-ýygydan täzelenmek ukyby, gowy ezme garşylygy wehapalanma garşylygyBu aýratynlyklar elekleriň netijeliligini we ömrüni gowulandyryp biler. 3Å molekulýar elekler nebit we himiýa senagatynda nebiti gaýtadan işlemek, polimerleşmek we himiki gaz-suwuklyk çuňlugynda guratmak üçin zerur guradyjy serişdedir.

3Å molekulýar elekler dürli materiallary guratmak üçin ulanylýar, mysal üçinetanol, howa,sowadyjy maddalar,tebigy gazwedoýmadyk uglewodorodlarSoňkylaryna kreking gazy,asetilen,etilen,propilenwebutadien.

3Å molekulýar elek etanoldan suwy aýyrmak üçin ulanylýar, soňra ol gönüden-göni bioýangyç hökmünde ýa-da gytaklaýyn himiki serişdeler, azyk önümleri, derman serişdeleri we ş.m. ýaly dürli önümleri öndürmek üçin ulanylyp bilner. Adaty distillasiýa etanolyň işleýiş akymlaryndan ähli suwy (etanol önümçiliginden alynýan islenilmeýän goşmaça önüm) aýryp bilmeýär, sebäbi...azeotropAgramy boýunça takmynan 95,6 göterim konsentrasiýada, molekulýar elek munçuklary etanoly we suwy molekulýar derejede bölmek üçin ulanylýar, suwy munçuklara siňdirip we etanolyň erkin geçmegine mümkinçilik berýär. Munçuklar suw bilen dolandan soň, temperatura ýa-da basyşy üýtgedip bolýar, bu bolsa suwuň molekulýar elek munçuklaryndan boşadylmagyna mümkinçilik berýär.[15]

3Å molekulýar elekler otagyň temperaturasynda, otnositel çyglylyk 90% -den köp bolmadyk ýagdaýda saklanýar. Olar pes basyş astynda möhürlenýär we suwdan, kislotalardan we alkalilerden daşda saklanýar.

4Å

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

Kremniý-alýuminiý gatnaşygy: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

Önümçilik

4Å elek öndürmek üçin ýokary basyş ýa-da aýratyn ýokary temperatura gerek däldigi sebäpli deňeşdirme boýunça aňsat. Adatça suwly erginlernatriý silikatywenatriý alýuminaty80 °C-da birleşdirilýär. Eridijä siňdirilen önüm 400 °C-da "bişirmek" arkaly "aktiwleşdirilýär". 4A elekler 3A we 5A elekleriň öňbaşçysy bolup hyzmat edýär.kation alyş-çalşygy-nyňnatriýüçinkaliý(3A üçin) ýa-dakalsiý(5A üçin)

Ulanylyşy

Guradyjy eritijiler

4Å molekulýar elekler laboratoriýa erginlerini guratmak üçin giňden ulanylýar. Olar suwy we NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 we C2H4 ýaly kritiki diametri 4 Å-den az bolan beýleki molekulalary özüne siňdirip bilýärler. Olar suwuklyklary we gazlary guratmakda, arassalamakda we arassalamakda (meselem, argony taýýarlamakda) giňden ulanylýar.

 

Polyester agent goşundylar [redaktirle]

Bu molekulýar elekler ýuwujy serişdelere kömek etmek üçin ulanylýar, sebäbi olar mineralsyzlaşdyrylan suwy öndürip bilýärlerkalsiýion alyş-çalyşyny, hapa çökündilerini aýyrmagy we öňüni almagy üpjün edýär. Olar çalşyrmak üçin giňden ulanylýarfosfor4Å molekulýar elek, ýuwujy serişdäniň daşky gurşawa täsirini azaltmak üçin natriý tripolifosfatyň ornuny tutmakda uly rol oýnaýar. Şeýle hem, onysabynemele getiriji agent wediş pastasy.

Zyýanly galyndylary gaýtadan işlemek

4Å molekulýar elekler kation görnüşleriniň hapa zyňyndylaryny arassalap bilýär, mysal üçinammoniumionlary, Pb2+, Cu2+, Zn2+ we Cd2+. NH4+ üçin ýokary selektiwlik sebäpli olar göreşmek üçin meýdanda üstünlikli ulanyldy.ewtrofikasiýawe suw ýollarynda artykmaç ammonium ionlary sebäpli beýleki täsirler. 4Å molekulýar elekler senagat işleri sebäpli suwda bar bolan agyr metal ionlaryny aýyrmak üçin hem ulanyldy.

Başga maksatlar

Themetallurgiýa senagatybölüji serişde, bölmek, duzly suwda kaliý çykarmak,rubidiý,seziumwe ş.m.

Nebithimiýa senagaty,katalizator,guradyjy, adsorbent

Oba hojalygy:toprak kondisioneri

Derman: kümüş ýükläňseolitantibakterial serişde.

5Å

Himiki formula: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2 •4.5H2O

Kremniý-alýumin oksidi gatnaşygy: SiO2/ Al2O3≈2

Önümçilik

5A molekulýar elekler kation alyş-çalşygy arkaly öndürilýärkalsiýüçinnatriý4A molekulýar eleklerde (Ýokardakyny görüň)

Ulanylyşy

Bäş-ångström(5Å) molekulýar elekler köplenç ulanylýarnebitsenagatynda, esasanam gaz akymlaryny arassalamak üçin we himiýa laboratoriýasynda bölmek üçinbirleşmelerwe guradyş reaksiýasynyň başlangyç materiallary. Olar takyk we birmeňzeş ululykdaky kiçijik gözenekleri öz içine alýar we esasan gazlar we suwuklyklar üçin adsorbent hökmünde ulanylýar.

Guratmak üçin bäş angström molekulýar elekler ulanylýartebigy gazçykyş etmek bilen birlikdekükürtden arassalamakwedekarbonasiýagazyň. Şeýle hem, olar kislorodyň, azotyň we wodorodyň garyndylaryny, şeýle hem nebit-mum n-uglewodorodlaryny şahalanan we köp siklik uglewodorodlardan aýyrmak üçin ulanylyp bilner.

Bäş angström molekulýar elekler otagyň temperaturasynda, a bilen saklanýar.deňeşdirilýän çyglylykkarton çeleklerde ýa-da karton gaplamalarda 90% -den az. Molekulýar elekler howa we suw bilen gönüden-göni täsirlenmeli däl, kislotalardan we alkalilerden gaça durmaly.

Molekulýar elekleriň morfologiýasy

Molekulýar elekler dürli görnüşlerde we ölçeglerde bar. Emma sferiki munçuklar beýleki görnüşlere garanyňda artykmaçlyga eýedirler, sebäbi olar basyşyň pes düşmegini üpjün edýär, ýiti gyralary ýoklugy sebäpli ýyrtylmaga çydamly we gowy berklige eýedirler, ýagny birlik meýdan üçin zerur bolan eziş güýji ýokarydyr. Käbir munçukly molekulýar elekler pes ýylylyk kuwwatyny hödürleýär, şonuň üçin regenerasiýa wagtynda energiýa talaplary azalýar.

Munçly molekulýar elekleri ulanmagyň beýleki artykmaçlygy, göwrüm dykyzlygynyň adatça beýleki görnüşlere garanda ýokary bolmagydyr, şonuň üçin şol bir adsorbsiýa talaby üçin gerek bolan molekulýar elek göwrümi az bolýar. Şeýlelik bilen, çüýşe boşlugyny arassalamakda, munçly molekulýar elekleri ulanyp, şol bir göwrümde has köp adsorbenti ýüklemek we damarlaryň üýtgedilmeginden gaça durmak mümkin.