Молекулярдык элек – бул бирдей өлчөмдөгү тешикчелери (өтө кичинекей тешикчелери) бар материал. Бул тешикчелердин диаметрлери кичинекей молекулаларга окшош, ошондуктан чоң молекулалар кире албайт же адсорбциялана албайт, ал эми кичине молекулалар кире алат. Молекулалардын аралашмасы элек (же матрица) деп аталган тешиктүү, жарым катуу заттын стационардык катмары аркылуу миграцияланганда, эң жогорку молекулярдык салмактагы компоненттер (молекулярдык тешикчелерге өтө албайт) катмардан алгач чыгып кетишет, андан кийин удаалаш кичирээк молекулалар келет. Айрым молекулярдык электер молекулаларды алардын өлчөмүнө жараша сорттоочу бөлүү ыкмасы болгон өлчөмдөгү хроматографияда колдонулат. Башка молекулярдык электер кургаткыч катары колдонулат (айрым мисалдарга активдештирилген көмүр жана кремний гели кирет).
Молекулярдык электин тешикчелеринин диаметри ангстремдер (Å) же нанометрлер (нм) менен өлчөнөт. IUPAC белгилөөсүнө ылайык, микро тешикчелүү материалдардын тешикчелеринин диаметри 2 нмден (20 Å) аз, ал эми макро тешикчелүү материалдардын тешикчелеринин диаметри 50 нмден (500 Å) чоң; ошондуктан мезотешикчелүү категория ортодо жайгашкан, тешикчелердин диаметри 2 жана 50 нм (20–500 Å) ортосунда.
Материалдар
Молекулярдык электер микропоралуу, мезопоралуу же макропоралуу материал болушу мүмкүн.
Микропоралуу материал (
●Цеолиттер (алюмосиликат минералдары, алюминий силикаты менен чаташтырбоо керек)
●Цеолиттин орточо салмагы: 3–4 Å
●Тешелүү айнек: 10 Å (1 нм) жана андан жогору
●Активдүү көмүртек: 0–20 Å (0–2 нм) жана андан жогору
●Чополор
●Монтмориллонит аралашмалары
●Галлоузит (энделлит): Эки кеңири таралган форма кездешет: гидратталганда чопо катмарларынын аралыгы 1 нм, ал эми кургатылганда (мета-галлоузит) аралыгы 0,7 нм. Галлоузит табигый түрдө диаметри орточо 30 нм жана узундугу 0,5тен 10 микрометрге чейинки кичинекей цилиндрлер түрүндө кездешет.
Мезокеңдүү материал (2–50 нм)
Кремний диоксиди (кремний гелин жасоодо колдонулат): 24 Å (2,4 нм)
Макро тешиктүү материал (>50 нм)
Макро тешиктүү кремний кычкылы, 200–1000 Å (20–100 нм)
Колдонмолор[оңдоо]
Молекулярдык электер көбүнчө мунай өнөр жайында, айрыкча газ агымдарын кургатуу үчүн колдонулат. Мисалы, суюк жаратылыш газы (LNG) өнөр жайында муз же метан клатратынан улам пайда болгон тыгылып калуунун алдын алуу үчүн газдын курамындагы суунун курамын 1 ppmvден азыраак кылуу керек.
Лабораторияда эриткичти кургатуу үчүн молекулярдык электер колдонулат. "Электер" көбүнчө агрессивдүү кургаткычтарды колдонгон салттуу кургатуу ыкмаларына караганда алда канча жакшы экени далилденген.
Цеолиттер термининин астында молекулярдык электер каталитикалык колдонмолордун кеңири чөйрөсү үчүн колдонулат. Алар изомерлешүүнү, алкилдөөнү жана эпоксиддөөнү катализдейт жана гидрокрекинг жана суюк каталитикалык крекинг сыяктуу ири масштабдуу өнөр жай процесстеринде колдонулат.
Алар ошондой эле дем алуу аппараттары үчүн аба берүүчү каражаттарды чыпкалоодо колдонулат, мисалы, скуба-дайверлер жана өрт өчүрүүчүлөр колдонгондор. Мындай колдонмолордо аба аба компрессору менен берилет жана картридж чыпкасынан өткөрүлөт, ал колдонуу ыкмасына жараша молекулярдык элек жана/же активдештирилген көмүр менен толтурулат, акырында дем алуу аба бактарын толтуруу үчүн колдонулат. Мындай чыпкалоо дем алуу аба берүүчү аппараттан бөлүкчөлөрдү жана компрессордун чыгуучу продуктуларын алып сала алат.
FDAнын бекитүүсү.
АКШнын Азык-түлүк жана дары-дармек башкармалыгы (FDA) 2012-жылдын 1-апрелине карата 21 CFR 182.2727 стандарты боюнча керектелүүчү товарлар менен түз байланышта болууга натрий алюмосиликатын бекиткен. Бул бекитүүгө чейин Европа Биримдиги фармацевтикалык каражаттар менен молекулярдык электерди колдонгон жана көз карандысыз сыноолор молекулярдык электер өкмөттүн бардык талаптарына жооп берерин көрсөткөн, бирок тармак өкмөттүн бекитүүсү үчүн талап кылынган кымбат баалуу сыноолорду каржылоого даяр эмес болчу.
Регенерация
Молекулярдык электерди калыбына келтирүү ыкмаларына басымдын өзгөрүшү (кычкылтек концентраторлорундагыдай), ташуучу газ менен ысытуу жана тазалоо (этанолду суусуздандырууда колдонулгандай) же жогорку вакуумда ысытуу кирет. Регенерация температурасы молекулярдык электин түрүнө жараша 175 °C (350 °F) ден 315 °C (600 °F) ге чейин өзгөрөт. Ал эми силикагельди кадимки меште эки саат бою 120 °C (250 °F) чейин ысытуу менен калыбына келтирүүгө болот. Бирок, силикагельдин кээ бир түрлөрү жетиштүү сууга дуушар болгондо "жарылып" кетет. Бул сууга тийгенде силикат сфераларынын сынышынан келип чыгат.
| Модель | Тешикчелердин диаметри (Ангстрём) | Көмүртек тыгыздыгы (г/мл) | Адсорбцияланган суу (% w/w) | Эскирүү же абразия, W(% ж/ж) | Колдонулушу |
| 3Å | 3 | 0.60–0.68 | 19–20 | 0.3–0.6 | Кургатуу...нынмунайзат крекингигаз жана алкендер, H2Oнун тандалма адсорбциясыизоляцияланган айнек (IG)жана полиуретанды кургатууэтанол отунубензин менен аралаштыруу үчүн. |
| 4Å | 4 | 0.60–0.65 | 20–21 | 0.3–0.6 | Суунун адсорбциясынатрий алюмосиликатыFDA тарабынан бекитилген (караңызтөмөндө) медициналык идиштерде курамын кургак жана кургак кармоо үчүн молекулярдык элек катары колдонулаттамак-аш кошулмасыээ болууЭлектрондук номерE-554 (капталууга каршы агент); Жабык суюк же газ системаларында статикалык суусуздануу үчүн артыкчылыктуу, мисалы, дары-дармектерди, электрдик компоненттерди жана тез бузулуучу химиялык заттарды таңгактоодо; басма жана пластмасса системаларында сууну тазалоодо жана каныккан углеводород агымдарын кургатууда. Адсорбцияланган түрлөргө SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 жана C3H6 кирет. Жалпысынан полярдык жана полярдык эмес чөйрөлөрдө универсалдуу кургатуучу агент деп эсептелет;[12]бөлүүжаратылыш газыжанаалкендер, азотко сезгич эмес сууда адсорбцияполиуретан |
| 5Å-DW | 5 | 0,45–0,50 | 21–22 | 0.3–0.6 | Майсыздандыруу жана куюлуу температурасынын төмөндөшүавиация керосинжанадизельжана алкендерди бөлүү |
| 5Å кичинекей кычкылтек менен байытылган | 5 | 0.4–0.8 | ≥23 | Медициналык же ден соолукка пайдалуу кычкылтек генератору үчүн атайын иштелип чыккан[цитата керек] | |
| 5Å | 5 | 0.60–0.65 | 20–21 | 0.3–0.5 | Абаны кургатуу жана тазалоо;суусуздануужанакүкүртсүздөндүрүүжаратылыш газынын жанасуюк мунай газы;кычкылтекжанасуутектарабынан чыгарылганбасымдын өзгөрмөлүү адсорбциясыпроцесс |
| 10X | 8 | 0.50–0.60 | 23–24 | 0.3–0.6 | Жогорку натыйжалуу сорбция, газды жана суюктуктарды кургатууда, декарбуризациялоодо, күкүртсүздөтүүдө жана бөлүүдө колдонулатароматтык углеводород |
| 13X | 10 | 0,55–0,65 | 23–24 | 0.3–0.5 | Мунай газын жана жаратылыш газын кургатуу, күкүрттөн арылтуу жана тазалоо |
| 13X-AS | 10 | 0,55–0,65 | 23–24 | 0.3–0.5 | Көмүртектен тазалоожана абаны бөлүү өнөр жайында кургатуу, кычкылтек концентраторлорунда азотту кычкылтектен бөлүү |
| Cu-13X | 10 | 0.50–0.60 | 23–24 | 0.3–0.5 | Таттуулоо(алып салуутиолдор)авиациялык 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)
Колдонулушу
3Å молекулярдык электер диаметри 3 Åден чоң болгон молекулаларды адсорбциялабайт. Бул молекулярдык электердин мүнөздөмөлөрүнө тез адсорбция ылдамдыгы, тез-тез регенерациялоо жөндөмү, жакшы майдалоого туруктуулук жана кирет.булганууга туруктуулукБул өзгөчөлүктөр электин натыйжалуулугун жана иштөө мөөнөтүн жакшырта алат. 3Å молекулярдык электер мунай жана химия өнөр жайында мунайды тазалоо, полимерлөө жана химиялык газ-суюктук тереңдигин кургатуу үчүн зарыл болгон кургаткыч болуп саналат.
3Å молекулярдык электер ар кандай материалдарды кургатуу үчүн колдонулат, мисалыэтанол, аба,муздаткычтар,жаратылыш газыжанаканыкпаган углеводороддорАкыркыларына крекинг газы кирет,ацетилен,этилен,пропиленжанабутадиен.
3Å молекулярдык элек этанолдон сууну бөлүп алуу үчүн колдонулат, ал кийинчерээк түздөн-түз биоотун катары же кыйыр түрдө химиялык заттар, азык-түлүктөр, фармацевтикалык каражаттар жана башкалар сыяктуу ар кандай продукцияларды өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Кадимки дистилляция этанолдун процесстик агымдарынан бардык сууну (этанол өндүрүүдөн келип чыккан керексиз кошумча продукт) бөлүп чыгара албагандыктан, этанолдун пайда болушунан улам...азеотропсалмак боюнча болжол менен 95,6 пайыз концентрацияда, молекулярдык элек мончоктору этанолду жана сууну молекулярдык деңгээлде бөлүү үчүн колдонулат, бул сууну мончокторго адсорбциялап, этанолдун эркин өтүшүнө мүмкүндүк берет. Мончоктор сууга толгондон кийин, температураны же басымды башкарууга болот, бул сууну молекулярдык элек мончокторунан чыгарууга мүмкүндүк берет.[15]
3Å молекулярдык электер бөлмө температурасында, салыштырмалуу нымдуулук 90% дан ашпаган шартта сакталат. Алар суудан, кислоталардан жана щелочтордон алыс кармалып, төмөндөтүлгөн басым астында мөөр басылган.
4Å
Химиялык формуласы: 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 эритмелернатрий силикатыжананатрий алюминаты80 °C температурада аралаштырылат. Эриткич менен сиңирилген продукт 400 °C температурада "бышыруу" аркылуу "активдештирилет". 4A электери 3A жана 5A электеринин прекурсору катары кызмат кылат.катион алмашуу...ныннатрийүчүнкалий(3А үчүн) жекальций(5А үчүн)
Колдонулушу
Кургаткыч эриткичтер
4Å молекулярдык электер лабораториялык эриткичтерди кургатуу үчүн кеңири колдонулат. Алар сууну жана NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 жана C2H4 сыяктуу критикалык диаметри 4 Åден аз болгон башка молекулаларды сиңире алат. Алар суюктуктарды жана газдарды кургатууда, тазалоодо жана тазалоодо (мисалы, аргонду даярдоодо) кеңири колдонулат.
Полиэстер агентинин кошумчалары [түзөтүү]
Бул молекулярдык электер жуучу каражаттарга жардам берүү үчүн колдонулат, анткени алар деминералданган сууну өндүрө алаткальцийион алмашуу, кирдин топтолушун жок кылуу жана алдын алуу. Алар алмаштыруу үчүн кеңири колдонулатфосфор4Å молекулярдык элек жуучу каражаттын айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин азайтуу үчүн натрий триполифосфатын алмаштырууда маанилүү ролду ойнойт. Аны ошондой эле... катары колдонсо болот.самынкалыптандыруучу агент жанатиш пастасы.
Зыяндуу калдыктарды кайра иштетүү
4Å молекулярдык электер катиондук түрлөрдүн агынды сууларын тазалай алат, мисалыаммонийиондору, Pb2+, Cu2+, Zn2+ жана Cd2+. NH4+ үчүн жогорку селективдүүлүктөн улам алар талаада күрөшүү үчүн ийгиликтүү колдонулуп келет.эвтрофикацияжана суу жолдорундагы ашыкча аммоний иондорунан улам келип чыккан башка таасирлер. 4Å молекулярдык электер өнөр жай ишмердүүлүгүнөн улам сууда болгон оор металл иондорун кетирүү үчүн да колдонулган.
Башка максаттар
Theметаллургиялык өнөр жайбөлүүчү агент, бөлүү, туздуу калийди алуу,рубидий,цезий, жана башкалар.
Мунай химия өнөр жайы,катализатор,кургатуучу, адсорбент
Айыл чарбасы:топуракты кондиционерлөөчү
Дары: күмүш жүктөөцеолитантибактериалдык агент.
5Å
Химиялык формуласы: 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)
Колдонулушу
Беш-ангстрём(5Å) молекулярдык электер көбүнчө колдонулатмунайзатөнөр жайда, айрыкча газ агымдарын тазалоо үчүн жана химия лабораториясында бөлүү үчүнкошулмаларжана кургатуу реакциясынын баштапкы материалдары. Алар так жана бирдей өлчөмдөгү кичинекей тешикчелерди камтыйт жана негизинен газдар менен суюктуктар үчүн адсорбент катары колдонулат.
Беш-ангстрем молекулярдык электер кургатуу үчүн колдонулатжаратылыш газыаткаруу менен биргекүкүртсүздөндүрүүжанадекарбонациягаздын. Аларды ошондой эле кычкылтек, азот жана суутек аралашмаларын, ошондой эле май-мом n-углеводороддорун тармакталган жана полициклдик углеводороддордон бөлүү үчүн колдонсо болот.
Беш ангстремдик молекулярдык электер бөлмө температурасында сакталат, асалыштырмалуу нымдуулуккартон челектерде же картон таңгактарда 90% дан аз болушу керек. Молекулярдык электер абага жана сууга түз тийбеши керек, кислоталар менен щелочтордон алыс болуу керек.
Молекулярдык электердин морфологиясы
Молекулярдык электер ар кандай формада жана өлчөмдө бар. Бирок тоголок мончоктор башка формаларга караганда артыкчылыкка ээ, анткени алар басымдын төмөндөшүн төмөн камсыз кылат, курч четтери жок болгондуктан, эскирүүгө туруктуу жана жакшы бекемдикке ээ, башкача айтканда, бирдик аянтка талап кылынган майдалоо күчү жогору. Айрым мончок формасындагы молекулярдык электер төмөнкү жылуулук сыйымдуулугун сунуштайт, ошондуктан регенерация учурунда энергияны аз талап кылат.
Мончок формасындагы молекулярдык электерди колдонуунун дагы бир артыкчылыгы - көлөмдүк тыгыздык, адатта, башка формаларга караганда жогору болот, ошондуктан бирдей адсорбция талабы үчүн талап кылынган молекулярдык электин көлөмү азыраак болот. Ошентип, бөтөлкөнү тазалоодо мончок формасындагы молекулярдык электерди колдонууга, ошол эле көлөмдө көбүрөөк адсорбент жүктөөгө жана идиштерди өзгөртүүдөн качууга болот.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 18-июлу
