Молекулярное сито — это пористый материал с очень маленькими отверстиями одинакового размера. Оно работает как кухонное сито, только в молекулярном масштабе, разделяя газовые смеси, содержащие молекулы разного размера. Сквозь него могут пройти только молекулы, меньшие, чем поры; тогда как более крупные молекулы блокируются. Если молекулы, которые вы хотите разделить, имеют одинаковый размер, молекулярное сито также может разделять по полярности. Сита используются в различных приложениях в качестве осушителей для удаления влаги и помогают предотвратить деградацию продуктов.
Типы молекулярных сит
Молекулярные сита бывают разных типов, например, 3A, 4A, 5A и 13X. Числовые значения определяют размер пор и химический состав сита. Ионы калия, натрия и кальция изменяются в составе для управления размером пор. В разных ситах имеется разное количество ячеек. Молекулярное сито с меньшим количеством ячеек используется для разделения газов, а с большим количеством ячеек — для жидкостей. Другие важные параметры молекулярных сит включают форму (порошок или шарик), насыпную плотность, уровень pH, температуру регенерации (активации), влажность и т. д.
Молекулярное сито против силикагеля
Силикагель также может использоваться в качестве осушителя, удаляющего влагу, но он сильно отличается от молекулярного сита. Различные факторы, которые можно учитывать при выборе между ними, — это варианты сборки, изменения давления, уровни влажности, механические силы, диапазон температур и т. д. Основные различия между молекулярным ситом и силикагелем:
Скорость адсорбции молекулярного сита выше, чем у силикагеля. Это связано с тем, что сито является быстросохнущим агентом.
Молекулярное сито функционирует лучше, чем силикагель, при высоких температурах, поскольку имеет более однородную структуру, которая прочно связывает воду.
При низкой относительной влажности производительность молекулярного сита намного выше, чем у силикагеля.
Структура молекулярного сита определена и имеет равномерные поры, в то время как структура силикагеля аморфна и имеет множество нерегулярных пор.
Как активировать молекулярные сита
Для активации молекулярных сит основным требованием является воздействие сверхвысоких температур, а тепло должно быть достаточно высоким для испарения адсорбата. Температура будет меняться в зависимости от адсорбируемых материалов и типа адсорбента. Для типов сит, обсуждавшихся ранее, потребуется постоянный температурный диапазон 170-315oC (338-600oF). И адсорбируемый материал, и адсорбент нагреваются при этой температуре. Вакуумная сушка — более быстрый способ сделать это и требует относительно более низких температур по сравнению с пламенной сушкой.
После активации сита можно хранить в стеклянной таре с двойной оберткой парафильмом. Это сохранит их активными до шести месяцев. Чтобы проверить, активны ли сита, вы можете держать их в руке в перчатках и добавлять в них воду. Если они полностью активны, то температура значительно повышается, и вы не сможете держать их даже в перчатках.
Рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты, такие как комплекты СИЗ, перчатки и защитные очки, поскольку процесс активации молекулярных сит связан с воздействием высоких температур и химикатов, а также связанными с этим рисками.
Время публикации: 30 мая 2023 г.
