Молекулярдык электен бир тектүү өлчөмдөгү тешикчелери (өтө кичинекей тешиктери) бар материал

Молекулярдык электен бир тектүү өлчөмдөгү тешикчелери (өтө кичинекей тешиктери) бар материал. Бул тешикчелердин диаметрлери кичинекей молекулалардын көлөмүнө окшош, ошондуктан чоң молекулалар кире албайт же адсорбциялана албайт, ал эми кичине молекулалар болот. Молекулалардын аралашмасы сүзгүч (же матрица) деп аталган тешиктүү, жарым катуу заттын стационардык катмары аркылуу өткөндө, эң жогорку молекулалык массадагы (молекулярдык тешикчелерге өтө албаган) компоненттер биринчи төшөктөн чыгат, андан кийин удаалаш майда молекулалар. Кээ бир молекулярдык электер өлчөмдүү хроматографияда колдонулат, молекулаларды өлчөмүнө жараша сорттоочу бөлүү ыкмасы. Кургаткыч катары башка молекулярдык электер колдонулат (айрым мисалдарга активдештирилген көмүр жана силикагель кирет).
Молекулярдык электин тешикчелеринин диаметри ангстремдер (Å) же нанометрлер (нм) менен ченелет. IUPAC нотасына ылайык, микро тешиктүү материалдардын тешикчелеринин диаметри 2 нмден (20 Å) аз, ал эми макро көзөнөктүү материалдардын тешикчелеринин диаметри 50 нмден (500 Å) жогору; Ошентип, мезопороздук категория ортодо, тешикчелердин диаметри 2 жана 50 нм (20–500 Å) ортосунда жайгашкан.
Материалдар
Молекулярдык электер микрокөңдөйлүү, мезопороздуу же макрокөңдөйлүү материал болушу мүмкүн.
Микрокөңдөй материал (
●Цеолиттер (алюминосиликат минералдары, алюминий силикат менен чаташтырбоо керек)
●Цеолит LTA: 3–4 Å
●Тешиктүү айнек: 10 Å (1 нм) жана андан жогору
●Активдүү көмүр: 0–20 Å (0–2 нм) жана жогору
●Клайлар
●Монтмориллонит аралашмалары
●Галлойзит (энделлит): Эки кеңири таралган форма табылат, гидратталганда чопо катмарлардын аралыгы 1 нм, ал эми суусузданганда (мета-галлоизит) 0,7 нм. Галлойзит табигый түрдө диаметри орточо 30 нм, узундугу 0,5 жана 10 микрометр болгон кичинекей цилиндрлер түрүндө кездешет.
Мезопороздук материал (2–50 нм)
Кремний диоксиди (силикагель жасоо үчүн колдонулат): 24 Å (2,4 нм)
Макро тешиктүү материал (>50 нм)
Макропороз кремний диоксиди, 200–1000 Å (20–100 нм)
Тиркемелер[оңдоо]
Молекулярдык электер көбүнчө мунай өнөр жайында, айрыкча газ агымдарын кургатуу үчүн колдонулат. Мисалы, суюк жаратылыш газ (LNG) өнөр жайында, муз же метан клатрат менен шартталган бөгөт коюуларды алдын алуу үчүн газдын суунун мазмуну 1 ppmv кем кыскартышы керек.
Лабораторияда эриткичти кургатуу үчүн молекулярдык электер колдонулат. "Элекчилер" көбүнчө агрессивдүү кургаткычтарды колдонгон салттуу кургатуу ыкмаларынан жогору экени далилденген.
Цеолиттер деген терминдин астында молекулярдык электер каталитикалык колдонмолордун кеңири спектри үчүн колдонулат. Алар изомердештирүү, алкилдөө жана эпоксиддүүлүктү катализдейт жана ири өндүрүш процесстеринде, анын ичинде гидрокрекинг жана суюктук каталитикалык крекингде колдонулат.
Алар ошондой эле дем алуу аппараттары үчүн аба запастарын чыпкалоодо колдонулат, мисалы, суучулдар жана өрт өчүргүчтөр колдонгон. Мындай тиркемелерде аба аба компрессору аркылуу берилет жана картридж фильтринен өтүп, колдонууга жараша молекулярдык электен жана/же активдештирилген көмүр менен толтурулат, акыры дем алуучу аба резервуарларын заряддоо үчүн колдонулат. Мындай чыпкалоо бөлүкчөлөрдү жок кыла алат. жана дем алуучу аба менен камсыз кылуудан компрессордук өнүмдөр.
FDA бекитүү.
АКШнын FDA 2012-жылдын 1-апрелинен тарта натрий алюмосиликатын 21 CFR 182.2727 астындагы керектелүүчү заттар менен тикелей байланыш үчүн бекиткен. Буга чейин Европа Биримдиги фармацевтика менен молекулярдык электерди колдонгон жана көз карандысыз тестирлөө молекулярдык электер өкмөттүн бардык талаптарына жооп берет деп сунуштаган. өнөр жай өкмөттүн уруксаты үчүн талап кылынган кымбат сыноону каржылоону каалабай келген.
Регенерация
Молекулярдык электерди регенерациялоо ыкмаларына басымды өзгөртүү (кычкылтек концентраторлорундагыдай), ысытуу жана ташуучу газ менен тазалоо (этанолду кургатууда колдонулгандай) же жогорку вакуумда жылытуу кирет. Регенерация температуралары молекулярдык электин түрүнө жараша 175 °C (350 °F) дан 315 °C (600 °F) чейин өзгөрөт. Ал эми силикагельди кадимки меште 120 °C (250 °F) чейин эки саат ысытуу аркылуу калыбына келтирүүгө болот. Бирок, силикагелдин кээ бир түрлөрү жетиштүү сууга дуушар болгондо "поп" болот. Бул сууга тийгенде кремнеземдик сфералардын сынуусунан келип чыгат.

Модел	Тешик диаметри (Ångström)	Массалык тыгыздык (г/мл)	Адсорбцияланган суу (% с/ж)	Кырсык же эскириш, В(% с/ж)	Колдонуу
3Å	3	0,60–0,68	19–20	0,3–0,6	Кургатуунынмунайдын крекингигаз жана алкендер, Н2Онун тандалма адсорбциясыизоляцияланган айнек (IG)жана полиуретан, кургатууэтанол отунбензин менен аралаштыруу үчүн.
4Å	4	0,60–0,65	20–21	0,3–0,6	Суунун адсорбциясынатрий алюмосиликатыFDA тарабынан бекитилген (караңызтөмөндө) медициналык идиштердеги молекулярдык электен кургатуу үчүн колдонулаттамак-аш кошумчасыээE-номерE-554 (тогуп кетүүгө каршы агент); Жабык суюктук же газ системаларында статикалык суусуздануу үчүн артыкчылыктуу, мисалы, дары-дармектерди, электр компоненттерин жана тез бузулуучу химиялык заттарды таңгактоодо; полиграфиялык жана пластмасса системаларында сууну тазалоо жана каныккан углеводород агымдарын кургатуу. Адсорбцияланган түрлөргө SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 жана C3H6 кирет. Жалпысынан полярдуу жана полярдуу эмес чөйрөдө универсалдуу кургатуу агенти катары каралат;[12]ажыратуужаратылыш газыжанаалкендер, азотту сезгич эмес суунун адсорбциясыполиуретан
5Å-DW	5	0,45–0,50	21–22	0,3–0,6	Майсыздандыруу жана куюу чекитинин депрессиясыавиация керосинжанадизель, жана алкендердин бөлүнүшү
5Å кичинекей кычкылтек менен байытылган	5	0,4–0,8	≥23		Атайын медициналык же дени сак кычкылтек генератору үчүн иштелип чыкканцитата керек]
5Å	5	0,60–0,65	20–21	0,3–0,5	абаны кургатуу жана тазалоо;суусуздануужанакүкүртсүздандыруужаратылыш газынын жанасуюк мунай газы;кычкылтекжанасуутектарабынан өндүрүшбасымдын өзгөрүлмө адсорбциясыпроцесс
10X	8	0,50–0,60	23–24	0,3–0,6	Жогорку эффективдүү сорбция, десикацияда, декарбуризациялоодо, газды жана суюктуктарды күкүртсүздандырууда жанаароматтык углеводород
13X	10	0,55–0,65	23–24	0,3–0,5	Нефть газын жана жаратылыш газын кургатуу, күкүртсүздандыруу жана тазалоо
13X-AS	10	0,55–0,65	23–24	0,3–0,5	Декарбуризацияжана абаны бөлүү өнөр жайында кургатуу, кычкылтек концентраторлорунда азотту кычкылтектен бөлүү
Cu-13X	10	0,50–0,60	23–24	0,3–0,5	таттуу(алып салуутиолдор) нынавиациялык күйүүчү майжана тиешелүүсуюк углеводороддор

Адсорбциялык мүмкүнчүлүктөр

3Å

Болжолдуу химиялык формула: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

Кремний-глинозем катышы: SiO2/ Al2O3≈2

Өндүрүш

3A молекулярдык электер катион алмашуу жолу менен өндүрүлөткалийүчүннатрий4A молекулярдык электерде (төмөндө караңыз)

Колдонуу

3Å молекулярдык электер диаметри 3 Å чоң болгон молекулаларды адсорбциялабайт. Бул молекулярдык электердин мүнөздөмөлөрү тез адсорбция ылдамдыгын, тез-тез регенерациялоо жөндөмдүүлүгүн, жакшы майдалануучу каршылыкты жанабулганууга каршылык. Бул өзгөчөлүктөр электен натыйжалуулугун да, кызмат мөөнөтүн да жакшыртат. 3Å молекулярдык электер нефтини кайра иштетүү, полимерлөө жана химиялык газ-суюктук тереңдикте кургатуу үчүн мунай жана химиялык өнөр жайларда керектүү кургаткыч болуп саналат.

3Å молекулярдык электер бир катар материалдарды кургатуу үчүн колдонулат, мисалыэтанол, аба,муздаткычтар,жаратылыш газыжанаканыкпаган углеводороддор. Акыркысына крекинг газы,ацетилен,этилен,пропиленжанабутадиен.

3Å молекулярдык электен этанолдон сууну алып салуу үчүн колдонулат, аны кийинчерээк түздөн-түз био-отун катары же кыйыр түрдө химиялык заттар, тамак-аш азыктары, фармацевтика жана башкалар сыяктуу ар кандай өнүмдөрдү өндүрүү үчүн колдонсо болот. Кадимки дистилляция этанол процессинин агымдарынан бардык сууну (этанол өндүрүшүнүн жагымсыз кошумча продуктусун) алып салышы мүмкүн эмес болгондуктаназеотропболжол менен 95,6% концентрацияда, молекулярдык электен мончоктору этанол менен сууну молекулярдык деңгээлде бөлүү үчүн колдонулат, бул мончокторго сууну адсорбциялоо жана этанолдун эркин өтүшүнө мүмкүндүк берет. Мончоктор сууга толгондон кийин, температураны же басымды башкарууга болот, бул сууну молекулярдык электен мончоктордон бошотууга мүмкүндүк берет.[15]

3Å молекулярдык электер бөлмө температурасында, салыштырмалуу нымдуулугу 90% дан жогору эмес сакталат. Алар суудан, кислоталардан жана щелочтордон алыс кармалып, төмөндөтүлгөн басым астында жабылат.

4Å

Химиялык формула: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Кремний-алюминий катышы: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

Өндүрүш

4Å электи өндүрүү салыштырмалуу жөнөкөй, анткени ал жогорку басымды да, өзгөчө жогорку температураны да талап кылбайт. Адатта суудагы эритмелеринатрий силикатжананатрий алюминаты80 °C температурада бириктирилет. Эриткич менен сиңирилген продукт 400 °C "бышыруу" аркылуу "активдештирилет".катион алмашууныннатрийүчүнкалий(3A үчүн) жекальций(5А үчүн)

Колдонуу

Кургатуу эриткичтери

4Å молекулярдык электер лабораториялык эриткичтерди кургатуу үчүн кеңири колдонулат. Алар сууну жана NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 жана C2H4 сыяктуу диаметри 4 Å кем болгон башка молекулаларды сиңире алышат. Алар суюктуктарды жана газдарды кургатууда, тазалоодо жана тазалоодо (мисалы, аргонду даярдоодо) кеңири колдонулат.

 

Полиэстер агент кошумчаларытүзөтүү]

Бул молекулярдык электер детергенттерге жардам берүү үчүн колдонулат, анткени алар аркылуу минералсызданган суу чыгара алышаткальцийион алмашуу, жок кылуу жана топурак салууга жол бербөө. Алар алмаштыруу үчүн кеңири колдонулатфосфор. 4Å молекулярдык электен тазалоочу каражаттын айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин азайтуу үчүн натрий триполифосфатынын ордуна жуучу каражаттын жардамчысы катары чоң роль ойнойт. Аны катары да колдонсо болотсамынтүзүүчү агент жанатиш пастасы.

Зыяндуу калдыктарды тазалоо

4Å молекулярдык электер канализацияны катиондук түрлөрдөн тазалай алатаммонийиондору, Pb2+, Cu2+, Zn2+ жана Cd2+. NH4+ үчүн жогорку селективдүүлүктөн улам алар талаада күрөштө ийгиликтүү колдонулганэвтрофикацияашыкча аммоний иондорунан улам суу жолдорунда жана башка таасирлери. 4Å молекулярдык электер өнөр жай иш-аракеттеринен улам сууда болгон оор металл иондорун жок кылуу үчүн да колдонулган.

Башка максаттар

Theметаллургия енер жайы: бөлүүчү агент, бөлүү, туздуу калийди экстракциялоо,рубидий,цезий, жана башкалар.

Нефть-химия өнөр жайы,катализатор,кургаткыч, адсорбент

Айыл чарбасы:топурак кондиционер

Медицина: күмүш жүктөөцеолитантибактериалдык агент.

5Å

Химиялык формула: 0,7CaO•0,30Na2O•Al2O3•2,0SiO2 •4,5H2O

Кремний-глинозем катышы: SiO2/ Al2O3≈2

Өндүрүш

5А молекулярдык электер катион алмашуу жолу менен өндүрүлөткальцийүчүннатрий4A молекулярдык электерде (жогоруда караңыз)

Колдонуу

Беш-ångström(5Å) молекулярдык электер көп колдонулатмунайөнөр жай, өзгөчө газ агымдарын тазалоо үчүн жана бөлүү үчүн химия лабораториясындакошулмаларжана кургатуу реакциясынын баштапкы материалдары. Аларда так жана бирдей өлчөмдөгү майда тешикчелер бар жана негизинен газдар жана суюктуктар үчүн адсорбент катары колдонулат.

Беш-ångström молекулярдык электен кургатуу үчүн колдонулатжаратылыш газы, аткаруу менен биргекүкүртсүздандыруужанадекарбонациягаздын. Алардан кычкылтектин, азоттун жана суутектин аралашмаларын жана мунай-мом n- углеводороддорду тармакталган жана полициклдүү углеводороддордон бөлүү үчүн да колдонсо болот.

Беш-ångström молекулярдык электер бөлмө температурасында сакталат, а мененсалыштырмалуу нымдуулуккартон челектерде же картон таңгагында 90% дан аз. Молекулярдык электер абага жана сууга түздөн-түз тийбеши керек, кислоталар жана щелочтор болбошу керек.

Молекулярдык электердин морфологиясы

Молекулярдык электер ар кандай формада жана өлчөмдө бар. Бирок сфералык мончоктор башка формаларга караганда артыкчылыкка ээ, анткени алар басымдын төмөндөшүн сунуштайт, кыйроого чыдамдуу, анткени алардын курч четтери жок жана жакшы күчкө ээ, башкача айтканда, бирдикке талап кылынган майдалоо күчү жогору. Кээ бир мончокторду молекулярдык электер төмөнкү жылуулук сыйымдуулугун сунуштайт, ошондуктан регенерация учурунда энергияга болгон талаптарды азайтат.

Мончулуу молекулярдык электерди колдонуунун дагы бир артыкчылыгы, массасынын тыгыздыгы адатта башка формага караганда жогору, ошондуктан ошол эле адсорбция талабы үчүн молекулярдык электен талап кылынган көлөмү азыраак болот. Ошентип, мончолуу молекулярдык электерди колдонсо болот, ошол эле көлөмдө көбүрөөк адсорбент жүктөп, идиштерге кандайдыр бир өзгөртүүлөрдү киргизбөө керек.