Молекулярное сито — это пористый материал с очень мелкими, однородными отверстиями. Оно работает как кухонное сито, но на молекулярном уровне, разделяя газовые смеси, содержащие молекулы разных размеров. Через него могут проходить только молекулы меньшего размера, чем поры; более крупные молекулы блокируются. Если молекулы, которые необходимо разделить, имеют одинаковый размер, молекулярное сито также может разделять вещества по полярности. Сита используются в различных областях в качестве осушителей для удаления влаги и помогают предотвратить порчу 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 контроля размера пор. В разных ситах 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 гранулы), насыпную плотность, уровень pH, температуру 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 различные факторы, такие как варианты сборки, изменения давления, уровень влажности, механические нагрузки, температурный диапазон и т. д. Ключевые различия между молекулярным ситом и силикагелем заключаются в следующем:
Скорость адсорбции молекулярного сита выше, чем у силикагеля. Это объясняется тем, что сито быстро сохнет.
Молекулярное сито работает лучше, чем силикагель, при высоких температурах, поскольку имеет более однородную структуру, которая прочно связывает воду.
При низкой относительной влажности эффективность молекулярного сита значительно выше, чем у силикагеля.
Структура молекулярного сита определена и имеет однородные поры, тогда как структура силикагеля аморфна и состоит из множества нерегулярных пор.
Как активировать молекулярные сита
Для активации молекулярных сит основным требованием является воздействие сверхвысоких температур, причем температура должна быть достаточно высокой для испарения адсорбата. Температура будет варьироваться в зависимости от адсорбируемого материала и типа адсорбента. Для типов сит, рассмотренных ранее, потребуется постоянный температурный диапазон 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 емкости, обернутой в два слоя парафиновой пленки. Это позволит сохранить их активными до шести месяцев. Чтобы проверить, активны ли сита, можно подержать их в руке в перчатках и добавить в них воды. Если они полностью активны, то температура значительно повысится, и вы не сможете держать их в руках даже в перчатках.
Рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты, такие как комплекты СИЗ, перчатки и защитные очки, поскольку процесс активации молекулярных сит связан с работой при высоких температурах и с химическими веществами, а также с сопутствующими рисками.
Дата публикации: 30 мая 2023 г.
