Молекулярное сито — это пористый материал с очень маленькими отверстиями одинакового размера. Оно работает как кухонное сито, только на молекулярном уровне, разделяя газовые смеси, содержащие молекулы разных размеров. Через него могут проходить только молекулы, меньшие по размеру, чем поры, тогда как более крупные молекулы блокируются. Если необходимо разделить молекулы одинакового размера, молекулярное сито также может разделять их по полярности. Сита используются в различных областях в качестве осушителей для удаления влаги и предотвращения деградации продуктов.
Типы молекулярных сит
Молекулярные сита бывают различных типов, например, 3A, 4A, 5A и 13X. Численные значения определяют размер пор и химический состав сита. Для управления размером пор в состав вносятся ионы калия, натрия и кальция. Сита различаются по количеству ячеек. Молекулярное сито с меньшим количеством ячеек используется для разделения газов, а с большим количеством ячеек – для разделения жидкостей. К другим важным параметрам молекулярных сит относятся форма (порошок или гранулы), насыпная плотность, уровень pH, температура регенерации (активации), влажность и т. д.
Молекулярное сито против силикагеля
Силикагель также может использоваться в качестве осушителя для удаления влаги, но он существенно отличается от молекулярного сита. При выборе между ними следует учитывать такие факторы, как варианты сборки, изменения давления, уровень влажности, механические нагрузки, диапазон температур и т. д. Ключевые различия между молекулярным ситом и силикагелем:
Скорость адсорбции молекулярного сита выше, чем у силикагеля. Это связано с тем, что сито является быстросохнущим веществом.
Молекулярное сито функционирует лучше, чем силикагель, при высоких температурах, поскольку имеет более однородную структуру, которая прочно связывает воду.
При низкой относительной влажности воздуха производительность молекулярного сита намного выше, чем у силикагеля.
Структура молекулярного сита определена и имеет равномерные поры, в то время как структура силикагеля является аморфной и имеет множество нерегулярных пор.
Как активировать молекулярные сита
Для активации молекулярных сит основным требованием является воздействие сверхвысоких температур, причём температура должна быть достаточно высокой для испарения адсорбата. Температура будет меняться в зависимости от адсорбируемых материалов и типа адсорбента. Для типов сит, рассмотренных ранее, потребуется постоянный диапазон температур 170–315 °C (338–600 °F). При этой температуре нагреваются как адсорбируемый материал, так и адсорбент. Вакуумная сушка — более быстрый способ, требующий относительно более низких температур по сравнению с пламенной сушкой.
После активации сита можно хранить в стеклянной ёмкости, обернутой двойной парафильмом. Это сохранит их активность до шести месяцев. Чтобы проверить активность сит, можно взять их в руки в перчатках и добавить воды. Если же сита полностью активны, температура значительно повысится, и вы не сможете удержать их даже в перчатках.
Рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты, такие как комплекты СИЗ, перчатки и защитные очки, поскольку процесс активации молекулярных сит подразумевает работу с высокими температурами и химическими веществами, а также связанными с этим рисками.
Время публикации: 30 мая 2023 г.
