Sieve ya Masi ni nyenzo yenye pores (mashimo madogo sana) ya ukubwa wa sare

Sieve ya Masi ni nyenzo yenye pores (mashimo madogo sana) ya ukubwa wa sare. Vipenyo hivi vya pore ni sawa kwa ukubwa na molekuli ndogo, na hivyo molekuli kubwa haziwezi kuingia au kutangazwa, wakati molekuli ndogo zinaweza. Mchanganyiko wa molekuli unapohamia kwenye kitanda tuli cha chembe chenye vinyweleo, nusu-imara kinachojulikana kama ungo (au tumbo), vijenzi vya uzani wa juu zaidi wa Masi (ambavyo haviwezi kupita kwenye vinyweleo vya molekuli) huondoka kwanza kwenye kitanda, ikifuatiwa na molekuli ndogo zinazofuatana. Baadhi ya ungo za molekuli hutumiwa katika kromatografia isiyojumuisha ukubwa, mbinu ya kutenganisha ambayo hupanga molekuli kulingana na ukubwa wao. Sieve nyingine za molekuli hutumiwa kama desiccants (baadhi ya mifano ni pamoja na mkaa ulioamilishwa na gel ya silika).
Kipenyo cha pore cha ungo wa molekuli hupimwa kwa ångströms (Å) au nanometers (nm). Kulingana na nukuu ya IUPAC, vifaa vya microporous vina kipenyo cha pore cha chini ya 2 nm (20 Å) na vifaa vya macroporous vina kipenyo cha pore cha zaidi ya 50 nm (500 Å); jamii ya mesoporous kwa hivyo iko katikati na vipenyo vya pore kati ya 2 na 50 nm (20–500 Å).
Nyenzo
Sieves Masi inaweza kuwa microporous, mesoporous, au macroporous nyenzo.
Nyenzo zenye microporous (
●Zeolite (madini ya aluminosilicate, yasichanganywe na silicate ya alumini)
●Zeolite LTA: 3–4 Å
●Kioo chenye vinyweleo: 10 Å (nm 1), na juu
●Kaboni amilifu: 0–20 Å (0–2 nm), na juu
●Madongo
●Michanganyiko ya Montmorillonite
●Halloysite (endellite): Aina mbili za kawaida hupatikana, udongo unapotiwa maji huonyesha nafasi ya nm 1 ya tabaka na inapopungukiwa na maji (meta-halloysite) nafasi ni 0.7 nm. Halloysite kawaida hutokea kama mitungi ndogo ambayo wastani wa kipenyo cha nm 30 na urefu kati ya 0.5 na 10 mikromita.
Nyenzo zenye majimaji (nm 2–50)
Silicon dioksidi (hutumika kutengeneza jeli ya silika): 24 Å (2.4 nm)
Nyenzo nyingi (> 50 nm)
Silika kubwa, 200–1000 Å (20–100 nm)
Maombi[hariri]
Sieve za molekuli mara nyingi hutumika katika sekta ya petroli, hasa kwa kukausha mito ya gesi. Kwa mfano, katika sekta ya gesi asilia ya kioevu (LNG), maudhui ya maji ya gesi yanahitaji kupunguzwa hadi chini ya 1 ppmv ili kuzuia vikwazo vinavyosababishwa na barafu au methane clathrate.
Katika maabara, sieves za Masi hutumiwa kukausha kutengenezea. "Sieves" imeonekana kuwa bora kuliko mbinu za kukausha za jadi, ambazo mara nyingi hutumia desiccants kali.
Chini ya neno zeolites, sieve za molekuli hutumiwa kwa matumizi anuwai ya kichocheo. Huchochea isomerisation, alkylation, na epoxidation, na hutumiwa katika michakato mikubwa ya viwanda, ikiwa ni pamoja na hydrocracking na ngozi ya kichocheo cha maji.
Pia hutumiwa katika uchujaji wa vifaa vya hewa kwa vifaa vya kupumua, kwa mfano vile vinavyotumiwa na wapiga mbizi wa scuba na wazima moto. Katika matumizi kama haya, hewa hutolewa na kikandamizaji cha hewa na hupitishwa kupitia kichujio cha cartridge ambacho, kulingana na programu, hujazwa na ungo wa molekuli na / au kaboni iliyoamilishwa, hatimaye kutumika kwa malipo ya mizinga ya hewa ya kupumua. Uchujaji huo unaweza kuondoa chembe. na bidhaa za kutolea nje za compressor kutoka kwa usambazaji wa hewa ya kupumua.
Idhini ya FDA.
FDA ya Marekani imeidhinisha aluminosilicate ya sodiamu kufikia tarehe 1 Aprili 2012 kwa mawasiliano ya moja kwa moja na bidhaa zinazoweza kutumika chini ya 21 CFR 182.2727. sekta hiyo haikuwa tayari kufadhili upimaji wa gharama kubwa unaohitajika ili kuidhinishwa na serikali.
Kuzaliwa upya
Mbinu za kuzaliwa upya kwa ungo za molekuli ni pamoja na mabadiliko ya shinikizo (kama katika vikolezo vya oksijeni), inapokanzwa na kusafisha kwa gesi ya carrier (kama inapotumiwa katika upungufu wa ethanol), au inapokanzwa chini ya utupu wa juu. Joto la kuzaliwa upya huanzia 175 °C (350 °F) hadi 315 °C (600 °F) kulingana na aina ya ungo wa molekuli. Kinyume chake, jeli ya silika inaweza kuzalishwa upya kwa kuipasha moto katika tanuri ya kawaida hadi 120 °C (250 °F) kwa saa mbili. Hata hivyo, baadhi ya aina za gel ya silika "zitapiga" wakati zinakabiliwa na maji ya kutosha. Hii inasababishwa na kuvunjika kwa nyanja za silika wakati wa kuwasiliana na maji.

Mfano	Kipenyo cha pore (Ångström)	Uzito wa wingi (g/ml)	Maji ya adsorbed (% w/w)	Mshtuko au mchubuko, W(% w/w)	Matumizi
3a	3	0.60–0.68	19–20	0.3–0.6	Kukata tamaayakupasuka kwa mafuta ya petroligesi na alkenes, adsorption ya kuchagua ya H2O ndanikioo kilichowekwa maboksi (IG)na polyurethane, kukausha kwamafuta ya ethanolkwa kuchanganya na petroli.
4a	4	0.60–0.65	20–21	0.3–0.6	Uingizaji wa maji ndanialuminosilicate ya sodiamuambayo imeidhinishwa na FDA (tazamachini) kutumika kama ungo wa molekuli katika vyombo vya matibabu ili kuweka yaliyomo kavu na kamanyongeza ya chakulakuwa naE-nambariE-554 (wakala wa kupambana na keki); Inapendekezwa kwa upungufu wa maji tuli katika mifumo ya kioevu au gesi iliyofungwa, kwa mfano, katika ufungaji wa madawa ya kulevya, vipengele vya umeme na kemikali zinazoharibika; maji katika mifumo ya uchapishaji na plastiki na kukausha vijito vya hidrokaboni vilivyojaa. Aina za adsorbed ni pamoja na SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6, na C3H6. Kwa ujumla inachukuliwa kuwa wakala wa kukausha wote katika vyombo vya habari vya polar na nonpolar;[12]kujitenga kwagesi asilianaalkenes, upenyezaji wa maji katika nyeti isiyo na nitrojenipolyurethane
5Å-DW	5	0.45–0.50	21–22	0.3–0.6	Degreasing na kumwaga uhakika unyogovu waanga mafuta ya taanadizeli, na kujitenga kwa alkenes
5Å ndogo iliyojaa oksijeni	5	0.4–0.8	≥23		Imeundwa mahususi kwa ajili ya matibabu au jenereta ya oksijeni yenye afya[nukuu inahitajika]
5a	5	0.60–0.65	20–21	0.3–0.5	Desiccation na utakaso wa hewa;upungufu wa maji mwilininadesulfurizationya gesi asilia nakioevu gesi ya petroli;oksijeninahidrojeniuzalishaji nashinikizo swing adsorptionmchakato
10X	8	0.50–0.60	23–24	0.3–0.6	Unyonyaji wenye ufanisi wa hali ya juu, unaotumika katika uondoaji, decarburization, desulfurization ya gesi na vinywaji na kutenganishahidrokaboni yenye kunukia
13X	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Desiccation, desulfurization na utakaso wa gesi ya petroli na gesi asilia
13X-AS	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Decarburizationna desiccation katika sekta ya kutenganisha hewa, mgawanyo wa nitrojeni kutoka oksijeni katika concentrators oksijeni
Cu-13X	10	0.50–0.60	23–24	0.3–0.5	Utamu(kuondolewa kwathiols) yamafuta ya angana sambambahidrokaboni kioevu

Uwezo wa adsorption

3a

Fomula ya kemikali inayokadiriwa: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

Uwiano wa silika-alumina: SiO2/ Al2O3≈2

Uzalishaji

3Ungo wa molekuli huzalishwa kwa kubadilishana mawasilianopotasiamukwasodiamukatika 4A ungo wa molekuli (Tazama hapa chini)

Matumizi

3Å ungo za molekuli hazitangazi molekuli ambazo kipenyo chake ni kikubwa kuliko 3 Å. Sifa za ungo hizi za Masi ni pamoja na kasi ya utangazaji haraka, uwezo wa kuzaliwa upya mara kwa mara, upinzani mzuri wa kusagwa naupinzani wa uchafuzi wa mazingira. Vipengele hivi vinaweza kuboresha ufanisi na maisha ya ungo. 3Å ungo za molekuli ni dawa muhimu katika tasnia ya petroli na kemikali kwa ajili ya kusafisha mafuta, upolimishaji, na ukaushaji wa kina cha gesi-kioevu cha kemikali.

3Å ungo za molekuli hutumika kukausha aina mbalimbali za nyenzo, kama vileethanoli, hewa,friji,gesi asilianahidrokaboni isokefu. Mwisho ni pamoja na kupasuka kwa gesi,asetilini,ethilini,propylenenabutadiene.

3Å ungo wa molekuli hutumika kuondoa maji kutoka kwa ethanol, ambayo baadaye inaweza kutumika moja kwa moja kama biofuel au kwa njia isiyo ya moja kwa moja kuzalisha bidhaa mbalimbali kama vile kemikali, vyakula, dawa, na zaidi. Kwa kuwa kunereka kwa kawaida hakuwezi kuondoa maji yote (bidhaa isiyofaa kutoka kwa uzalishaji wa ethanoli) kutoka kwa mikondo ya mchakato wa ethanoli kwa sababu ya kuundaazeotropekwa karibu asilimia 95.6 ya ukolezi kwa uzani, shanga za ungo za molekuli hutumiwa kutenganisha ethanoli na maji kwenye kiwango cha molekuli kwa kuingiza maji ndani ya shanga na kuruhusu ethanoli kupita kwa uhuru. Mara tu shanga zimejaa maji, joto au shinikizo linaweza kubadilishwa, kuruhusu maji kutolewa kutoka kwa shanga za ungo za Masi.[15]

3Å ungo wa Masi huhifadhiwa kwenye joto la kawaida, na unyevu wa jamaa si zaidi ya 90%. Wamefungwa chini ya shinikizo la kupunguzwa, wakiwekwa mbali na maji, asidi na alkali.

4a

Fomula ya kemikali: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Uwiano wa silicon-aluminium: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

Uzalishaji

Uzalishaji wa ungo wa 4Å ni wa moja kwa moja kwa vile hauhitaji shinikizo la juu wala halijoto ya juu. Suluhisho la kawaida la majisilicate ya sodiamunaalumini ya sodiamuzimeunganishwa kwa 80 ° C. Bidhaa iliyopachikwa kwa kutengenezea "huwashwa" kwa "kuoka" kwa ungo wa 400 °C 4A hutumika kama kitangulizi cha 3A na 5A kupitia ungo.kubadilishana mawasilianoyasodiamukwapotasiamu(kwa 3A) aukalsiamu(kwa 5A)

Matumizi

Kukausha vimumunyisho

4Å ungo wa molekuli hutumika sana kukausha viyeyusho vya maabara. Zinaweza kunyonya maji na molekuli nyingine zenye kipenyo muhimu chini ya 4 Å kama vile NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6, na C2H4. Zinatumika sana katika kukausha, kusafisha na utakaso wa vinywaji na gesi (kama vile utayarishaji wa argon).

 

Viungio vya wakala wa polyester[hariri]

Sieve hizi za molekuli hutumiwa kusaidia sabuni kwani zinaweza kutoa maji yasiyo na madini kupitiakalsiamukubadilishana ion, kuondoa na kuzuia utuaji wa uchafu. Wao hutumiwa sana kuchukua nafasifosforasi. Ungo wa molekuli ya 4Å una jukumu kubwa la kuchukua nafasi ya tripolyfosfati ya sodiamu kama sabuni kisaidizi ili kupunguza athari za kimazingira za sabuni. Pia inaweza kutumika kama asabuniwakala wa kutengeneza na ndanidawa ya meno.

Matibabu ya taka yenye madhara

4Å ungo wa molekuli unaweza kusafisha maji taka ya aina cationic kama vileamoniaioni, Pb2+, Cu2+, Zn2+ na Cd2+. Kwa sababu ya uteuzi wa hali ya juu wa NH4+ zimetumika kwa mafanikio kwenye uwanja wa kupiganaeutrophicationna madhara mengine katika njia za maji kutokana na ioni nyingi za amonia. 4Å ungo wa molekuli pia umetumika kuondoa ayoni za metali nzito zilizopo kwenye maji kutokana na shughuli za viwandani.

Madhumuni mengine

Thesekta ya metallurgiska: wakala wa kutenganisha, kujitenga, uchimbaji wa potasiamu ya brine,rubidium,cesium, nk.

Sekta ya kemikali ya petroli,kichocheo,desiccant, adsorbent

Kilimo:kiyoyozi cha udongo

Dawa: mzigo wa fedhazeolitewakala wa antibacterial.

5a

Fomula ya kemikali: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2 •4.5H2O

Uwiano wa silika-alumina: SiO2/ Al2O3≈2

Uzalishaji

5Ungo wa molekuli huzalishwa kwa kubadilishana mawasilianokalsiamukwasodiamukatika 4A ungo wa molekuli (Tazama hapo juu)

Matumizi

Tano-ångström(5Å) ungo wa molekuli mara nyingi hutumika katikamafuta ya petrolisekta, hasa kwa ajili ya utakaso wa mito ya gesi na katika maabara ya kemia kwa ajili ya kutenganishamisombona kukausha nyenzo za kuanzia. Zina vinyweleo vidogo vya saizi sahihi na inayofanana, na hutumiwa zaidi kama adsorbent ya gesi na vimiminiko.

Sieve za molekuli tano-ångström hutumiwa kukaukagesi asilia, pamoja na kuigizadesulfurizationnaupunguzaji kaboniya gesi. Pia zinaweza kutumika kutenganisha michanganyiko ya oksijeni, nitrojeni na hidrojeni, na nta ya mafuta-n-hydrocarbons kutoka kwa hidrokaboni yenye matawi na policyclic.

Sieves tano-ångström za molekuli huhifadhiwa kwenye joto la kawaida, na aunyevu wa jamaachini ya 90% katika mapipa ya kadibodi au ufungaji wa katoni. Sieves za Masi hazipaswi kuonyeshwa moja kwa moja kwa hewa na maji, asidi na alkali zinapaswa kuepukwa.

Morphology ya sieves Masi

Sieves za molekuli zinapatikana katika sura na ukubwa tofauti. Lakini shanga za duara zina faida zaidi ya maumbo mengine kwani hutoa kushuka kwa shinikizo la chini, hustahimili mshtuko kwa vile hazina ncha kali, na zina nguvu nzuri, yaani, nguvu ya kuponda inayohitajika kwa kila eneo ni kubwa zaidi. Baadhi ya ungo za molekuli zenye shanga hutoa uwezo wa chini wa joto na hivyo kupunguza mahitaji ya nishati wakati wa kuzaliwa upya.

Faida nyingine ya kutumia ungo za molekuli zilizo na shanga ni msongamano wa wingi kwa kawaida huwa juu kuliko umbo lingine, kwa hivyo kwa mahitaji sawa ya ungo wa molekuli kiasi kinachohitajika ni kidogo. Kwa hivyo, wakati wa kufanya de-bottlenecking, mtu anaweza kutumia sieve molekuli shanga, kupakia adsorbent zaidi katika kiasi sawa, na kuepuka marekebisho yoyote chombo.