Yon tamiz molekilè se yon materyèl ki gen pò (ti twou) ki gen menm gwosè. Dyamèt pò sa yo sanble ak gwosè ti molekil yo, kidonk gwo molekil yo pa ka antre oswa yo pa ka absòbe, alòske molekil ki pi piti yo kapab. Pandan yon melanj molekil ap migre nan kabann estasyonè sibstans pore, semi-solid ke yo rele yon tamiz (oswa matris), konpozan ki gen pi gwo pwa molekilè yo (ki pa ka pase nan pò molekilè yo) kite kabann nan an premye, apre sa vini molekil ki pi piti youn apre lòt. Gen kèk tamiz molekilè yo itilize nan kromatografi esklizyon gwosè, yon teknik separasyon ki klase molekil yo selon gwosè yo. Gen lòt tamiz molekilè yo itilize kòm desikant (kèk egzanp gen ladan chabon aktive ak jèl silica).
Dyamèt pò yon tamiz molekilè mezire an ångströms (Å) oswa nanomèt (nm). Selon notasyon IUPAC, materyèl mikwopore yo gen dyamèt pò mwens pase 2 nm (20 Å) epi materyèl makropore yo gen dyamèt pò plis pase 50 nm (500 Å); kategori mezopore a kidonk sitiye nan mitan an ak dyamèt pò ant 2 ak 50 nm (20–500 Å).
Materyèl
Tamiz molekilè yo ka materyèl mikwoporè, mezoporè, oswa makroporè.
Materyèl mikwoporeu (
●Zeolit (mineral aluminosilikat, pa dwe konfonn ak silikat aliminyòm)
●Zeolit LTA: 3–4 Å
●Vè pore: 10 Å (1 nm), ak plis
●Chabòn aktif: 0–20 Å (0–2 nm), ak plis
●Ajil
●Melanj Montmorillonit
●Aloyzit (andellit): Yo jwenn de fòm komen, lè ajil la idrate, li montre yon espas 1 nm ant kouch yo epi lè li dezidrate (meta-aloyzit) espas la se 0.7 nm. Aloyzit la natirèlman prezan kòm ti silenn ki gen yon dyamèt mwayèn 30 nm ak longè ant 0.5 ak 10 mikwomèt.
Materyèl mezoporèz (2–50 nm)
Diyoksid Silisyòm (yo itilize li pou fè jèl silica): 24 Å (2.4 nm)
Materyèl makroporeu (>50 nm)
Silis makroporèz, 200–1000 Å (20–100 nm)
Aplikasyon yo[modifye]
Yo souvan itilize tamiz molekilè nan endistri petwòl la, sitou pou seche kouran gaz yo. Pa egzanp, nan endistri gaz natirèl likid (GNL), yo bezwen redwi kontni dlo nan gaz la a mwens pase 1 ppmv pou anpeche blokaj ki koze pa glas oswa klatrat metàn.
Nan laboratwa a, yo itilize tamis molekilè pou seche solvan. "Tamis" yo pwouve yo siperyè teknik siye tradisyonèl yo, ki souvan itilize desikant agresif.
Anba tèm zeolit yo, yo itilize tamiz molekilè pou yon pakèt aplikasyon katalitik. Yo katalize izomerizasyon, alkilasyon, ak epoksidasyon, epi yo itilize nan pwosesis endistriyèl gwo echèl, tankou idrokrakaj ak krakaj katalitik likid.
Yo itilize yo tou nan filtraj ekipman pou lè pou aparèy respiratwa, pa egzanp sa yo ke plonjè ak ponpye itilize. Nan aplikasyon sa yo, yon konpresè lè apwovizyone lè a epi li pase nan yon filtè katouch ki, selon aplikasyon an, ranpli ak yon tamiz molekilè ak/oswa chabon aktive, epi finalman yo itilize li pou chaje tank lè respiratwa yo. Filtraj sa a ka retire patikil ak pwodwi echapman konpresè yo nan ekipman pou lè respiratwa a.
Apwobasyon FDA.
Depi 1ye avril 2012, FDA ameriken an apwouve aluminosilikat sodyòm pou kontak dirèk ak atik konsomab anba 21 CFR 182.2727. Anvan apwobasyon sa a, Inyon Ewopeyen an te itilize tamiz molekilè ak pwodui famasetik epi tès endepandan te sijere ke tamiz molekilè yo satisfè tout egzijans gouvènman an, men endistri a pa t vle finanse tès chè ki nesesè pou apwobasyon gouvènman an.
Rejenerasyon
Metòd pou rejenerasyon tamiz molekilè yo enkli chanjman presyon (tankou nan konsantratè oksijèn), chofaj ak pirifikasyon ak yon gaz vektè (tankou lè yo itilize nan dezidratasyon etanòl), oswa chofaj anba gwo vakyòm. Tanperati rejenerasyon yo varye ant 175 °C (350 °F) ak 315 °C (600 °F) selon kalite tamiz molekilè a. Okontrè, ou ka rejenerasyon jèl silica lè w chofe l nan yon fou òdinè a 120 °C (250 °F) pandan de zè. Sepandan, gen kèk kalite jèl silica ki pral "eklate" lè yo ekspoze a ase dlo. Sa rive akoz esfè silica yo ki kase lè yo antre an kontak ak dlo a.
| Modèl | Dyamèt pò (Ångström) | Dansite an mas (g/ml) | Dlo absòbe (% pwa/pwa) | Atrisyon oswa fwotman, W(% pwa/pwa) | Itilizasyon |
| 3Å | 3 | 0.60–0.68 | 19–20 | 0.3–0.6 | Desikasyondekrak petwòlgaz ak alken, adsorpsyon selektif H2O nanvè izole (IG)ak poliuretan, siye nangaz etanòlpou melanje ak gazolin. |
| 4Å | 4 | 0.60–0.65 | 20–21 | 0.3–0.6 | Absòpsyon dlo nanaluminosilikat sodyòmki apwouve pa FDA (gadeanba) itilize kòm tamiz molekilè nan resipyan medikal pou kenbe sa ki ladan yo sèk epi kòmaditif manjegenyenNimewo EE-554 (ajan anti-aglomerasyon); Pi pito pou dezidratasyon estatik nan sistèm likid oswa gaz fèmen, pa egzanp, nan anbalaj medikaman, konpozan elektrik ak pwodui chimik ki ka gate; eliminasyon dlo nan sistèm enprime ak plastik ak siye kouran idrokarbur satire. Espès adsorbe yo enkli SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6, ak C3H6. Anjeneral konsidere kòm yon ajan siye inivèsèl nan medya polè ak non polè;[12]separasyongaz natirèlepialken, adsorpsyon dlo nan ki pa sansib a nitwojènpoliuretàn |
| 5Å-DW | 5 | 0.45–0.50 | 21–22 | 0.3–0.6 | Degrese ak diminye pwen vide aaviyasyon kewozènepidyezèl, ak separasyon alken yo |
| 5Å ti oksijèn rich | 5 | 0.4–0.8 | ≥23 | Espesyalman fèt pou dèlko oksijèn medikal oswa an santesitasyon nesesè] | |
| 5Å | 5 | 0.60–0.65 | 20–21 | 0.3–0.5 | Desikasyon ak pirifikasyon lè a;dezidratasyonepidesulfurasyongaz natirèl akgaz petwòl likid;oksijènepiidwojènpwodiksyon paadsorpsyon balanse presyonpwosesis |
| 10X | 8 | 0.50–0.60 | 23–24 | 0.3–0.6 | Absòpsyon ki efikas anpil, yo itilize nan desikasyon, dekarburizasyon, desulfurasyon gaz ak likid ak separasyonidrokarbur aromatik |
| 13X | 10 | 0.55–0.65 | 23–24 | 0.3–0.5 | Desikasyon, desulfurasyon ak pirifikasyon gaz petwòl ak gaz natirèl |
| 13X-AS | 10 | 0.55–0.65 | 23–24 | 0.3–0.5 | Dekarburizasyonak desikasyon nan endistri separasyon lè a, separasyon azòt ak oksijèn nan konsantratè oksijèn |
| Cu-13X | 10 | 0.50–0.60 | 23–24 | 0.3–0.5 | Sik(retiretiol) nangaz aviyasyonak korespondanidrokarbur likid |
Kapasite adsorpsyon
3Å
Fòmil chimik apwoksimatif: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3 • 2 SiO2 • 9/2 H2O
Rapò silik-aliminyòm: SiO2/ Al2O3≈2
Pwodiksyon
Tamis molekilè 3A yo pwodui pa echanj kasyonpotasyòmpousodyòmnan tamiz molekilè 4A (Gade anba a)
Itilizasyon
Tamiz molekilè 3Å yo pa absòbe molekil ki gen dyamèt pi gwo pase 3 Å. Karakteristik tamiz molekilè sa yo enkli vitès absòpsyon rapid, kapasite rejenerasyon souvan, bon rezistans kraze akrezistans polisyonKarakteristik sa yo ka amelyore tou de efikasite ak dire lavi tamiz la. Tamiz molekilè 3Å yo se desikatè nesesè nan endistri petwòl ak chimik pou rafine lwil, polimerizasyon, ak siye pwofondè gaz-likid chimik.
Yo itilize tamiz molekilè 3Å pou seche yon seri materyèl, tankouetanòl, lè,frijidè,gaz natirèlepiidrokarbur ensatureSa yo gen ladan yo gaz krak,asetilèn,etilèn,propilènepibutadyèn.
Yo itilize yon tamiz molekilè 3Å pou retire dlo nan etanòl, ki ka pita itilize dirèkteman kòm yon biokarburan oswa endirèkteman pou pwodui divès pwodwi tankou pwodui chimik, manje, pwodui famasetik, ak plis ankò. Piske distilasyon nòmal pa ka retire tout dlo a (yon sou-pwodwi endezirab nan pwodiksyon etanòl) nan kouran pwosesis etanòl yo akòz fòmasyon yonazeotropAvèk yon konsantrasyon anviwon 95.6 pousan pa pwa, yo itilize pèl tamiz molekilè pou separe etanòl ak dlo sou nivo molekilè a lè yo absòbe dlo a nan pèl yo epi kite etanòl la pase lib. Yon fwa pèl yo plen dlo, yo ka manipile tanperati a oswa presyon an, sa ki pèmèt dlo a soti nan pèl tamiz molekilè yo.[15]
Tamis molekilè 3Å yo estoke nan tanperati chanm, ak yon imidite relatif ki pa plis pase 90%. Yo sele anba presyon redwi, yo kenbe lwen dlo, asid ak alkali.
4Å
Fòmil chimik: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O
Rapò Silisyòm-aliminyòm: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)
Pwodiksyon
Pwodiksyon yon tamiz 4Å se relativman senp paske li pa mande ni presyon ki wo ni tanperati ki patikilyèman wo. Tipikman solisyon akeuz nansilikat sodyòmepialuminat sodyòmyo konbine a 80 °C. Pwodwi ki enpreye ak sòlvan an "aktive" pa "boulanjri" a 400 °C. Tamis 4A yo sèvi kòm prekisè pou tamis 3A ak 5A yo atravèechanj kasyondesodyòmpoupotasyòm(pou 3A) oubyenkalsyòm(pou 5A)
Itilizasyon
Solvan siye
Tamiz molekilè 4Å yo lajman itilize pou seche solvan laboratwa. Yo ka absòbe dlo ak lòt molekil ki gen yon dyamèt kritik mwens pase 4 Å tankou NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6, ak C2H4. Yo lajman itilize nan siye, rafinman ak pirifikasyon likid ak gaz (tankou preparasyon agon).
Aditif ajan Polyestermodifye]
Yo itilize tamiz molekilè sa yo pou ede detèjan paske yo ka pwodui dlo demineralize atravèkalsyòmechanj iyon, retire epi anpeche depo pousyè tè. Yo lajman itilize pou ranplasefosfòTamiz molekilè 4Å a jwe yon wòl enpòtan pou ranplase tripolifosfat sodyòm kòm oksilyè detèjan pou diminye enpak detèjan an sou anviwònman an. Li kapab itilize tou kòm yonsavonajan fòmasyon ak nanpat dantifris.
Tretman dechè danjere
Tamiz molekilè 4Å yo ka pirifye dlo egou nan espès kasyonik tankouamonyòmiyon, Pb2+, Cu2+, Zn2+ ak Cd2+. Akòz gwo selektivite pou NH4+ yo te aplike avèk siksè nan jaden an pou konbateutrofizasyonak lòt efè nan kouran dlo akòz twòp iyon amonyòm. Yo te itilize tou tamiz molekilè 4Å pou retire iyon metal lou ki prezan nan dlo akòz aktivite endistriyèl yo.
Lòt rezon
Laendistri metalijiajan separasyon, separasyon, ekstraksyon potasyòm sèl,ribidyòm,sezyòm, elatriye.
Endistri petwochimik,katalis,desikant, adsorban
Agrikilti:kondisyone tè
Medikaman: chaje ajanzeolitajan antibakteri.
5Å
Fòmil chimik: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2 •4.5H2O
Rapò silik-aliminyòm: SiO2/ Al2O3≈2
Pwodiksyon
Tamis molekilè 5A yo pwodui pa echanj kasyonkalsyòmpousodyòmnan tamiz molekilè 4A (Gade pi wo a)
Itilizasyon
Senk-ångströmYo souvan itilize tamiz molekilè (5Å) nanpetwòlendistri, espesyalman pou pirifikasyon kouran gaz ak nan laboratwa chimi pou separasyonkonpozeak materyèl depa pou reyaksyon siye. Yo gen ti porositë ki gen yon gwosè presi ak inifòm, epi yo sitou itilize kòm yon adsorban pou gaz ak likid.
Yo itilize tamiz molekilè senk ångström pou sechegaz natirèl, ansanm ak pèfòmansdesulfurasyonepidekarbonasyongaz la. Yo kapab itilize tou pou separe melanj oksijèn, azòt ak idwojèn, ak n-idrokarbon lwil-sir soti nan idrokarbon branche ak polisiklik.
Yo estoke tamiz molekilè senk ångström nan tanperati chanm, avèk yonimidite relatifMwens pase 90% nan barik katon oswa anbalaj katon. Pa ta dwe gen kontak dirèk ak lè a ak dlo, asid ak alkali yo ta dwe evite.
Mòfoloji tamiz molekilè yo
Tamis molekilè yo disponib nan divès fòm ak gwosè. Men, pèl esferik yo gen avantaj sou lòt fòm yo paske yo ofri mwens pèt presyon, yo reziste atrisyon paske yo pa gen okenn bor byen file, epi yo gen bon rezistans, sa vle di fòs kraze ki nesesè pou chak inite sifas la pi wo. Sèten tamis molekilè ak pèl ofri mwens kapasite chalè, kidonk mwens bezwen enèji pandan rejenerasyon.
Lòt avantaj itilizasyon tamiz molekilè ak pèl se dansite an mas ki anjeneral pi wo pase lòt fòm, kidonk pou menm egzijans adsorption, volim tamiz molekilè ki nesesè a mwens. Kidonk, pandan y ap retire blokaj, yon moun ka itilize tamiz molekilè ak pèl, chaje plis adsorban nan menm volim, epi evite nenpòt modifikasyon veso.
Dat piblikasyon: 18 Jiyè 2023
