Molekula kribrilo estas materialo kun poroj (tre malgrandaj truoj) de unuforma grandeco

Molekula kribrilo estas materialo kun poroj (tre malgrandaj truoj) de unuforma grandeco. Tiuj pordiametroj estas similaj en grandeco al malgrandaj molekuloj, kaj tiel grandaj molekuloj ne povas eniri aŭ esti adsorbitaj, dum pli malgrandaj molekuloj povas. Ĉar miksaĵo de molekuloj migras tra la senmova lito de pora, duonsolida substanco referita kiel kribrilo (aŭ matrico), la komponentoj de la plej alta molekula pezo (kiuj estas nekapablaj pasi en la molekulajn porojn) forlasas la liton unue, sekvita de sinsekve pli malgrandaj molekuloj. Kelkaj molekulaj kribriloj estas uzitaj en grandekskluda kromatografio, apartigtekniko kiu ordigas molekulojn surbaze de sia grandeco. Aliaj molekulaj kribriloj estas utiligitaj kiel sekigiloj (kelkaj ekzemploj inkludas aktivigitan karbon kaj silicoksidĝelon).
La pordiametro de molekula kribrilo estas mezurita en ångströms (Å) aŭ nanometroj (nm). Laŭ IUPAC-notacio, mikroporaj materialoj havas pordiametrojn de malpli ol 2 nm (20 Å) kaj makroporaj materialoj havas pordiametrojn de pli granda ol 50 nm (500 Å); la mezopora kategorio tiel kuŝas en la mezo kun pordiametroj inter 2 kaj 50 nm (20-500 Å).
Materialoj
Molekulaj kribriloj povas esti mikroporaj, mezoporaj aŭ makroporaj materialoj.
Mikropora materialo (
●Zeolitoj (aluminosilikataj mineraloj, ne konfuzeblaj kun aluminiosilikato)
●Zeolito LTA: 3–4 Å
●Pora vitro: 10 Å (1 nm), kaj pli
●Aktiva karbono: 0–20 Å (0–2 nm), kaj pli
●Argiloj
●Montmorillonito intermiksas
●Haloysite (endelite): Troviĝas du oftaj formoj, kiam hidratigita la argilo elmontras 1 nm-interspacon de la tavoloj kaj kiam senakvigita (meta-halojito) la interspaco estas 0,7 nm. Halloysite nature okazas kiel malgrandaj cilindroj kiuj averaĝe 30 Nm en diametro kun longoj inter 0.5 kaj 10 mikrometroj.
Mezopora materialo (2-50 nm)
Silicia dioksido (uzita por fari silika ĝelon): 24 Å (2.4 nm)
Makropora materialo (>50 nm)
Makropora silicoksido, 200-1000 Å (20-100 nm)
Aplikoj[redakti]
Molekulaj kribriloj ofte estas utiligitaj en la naftoindustrio, precipe por sekigado de gasfluoj. Ekzemple, en la likva tergaso (LNG) industrio, la akvoenhavo de la gaso devas esti reduktita al malpli ol 1 ppmv por malhelpi blokaĵojn kaŭzitajn de glacio aŭ metanklatrato.
En la laboratorio, molekulaj kribriloj estas uzataj por sekigi solvilon. "Kribriloj" pruvis esti pli bonaj ol tradiciaj sekigaj teknikoj, kiuj ofte utiligas agresemajn sekigilojn.
Sub la esprimo zeolitoj, molekulaj kribriloj estas uzitaj por larĝa gamo de katalizaj aplikoj. Ili katalizas izomerigon, alkiligo, kaj epoksidadon, kaj estas uzitaj en grandskalaj industriaj procezoj, inkluzive de hidrokrakado kaj fluida kataliza fendetiĝo.
Ili ankaŭ estas uzitaj en la filtrado de aerprovizoj por spiraparataro, ekzemple tiuj uzitaj fare de skuboplonĝistoj kaj fajrobrigadistoj. En tiaj aplikoj, aero estas provizita per aerkompresoro kaj estas trapasita tra kartoĉa filtrilo kiu, depende de la apliko, estas plenigita per molekula kribrilo kaj/aŭ aktivigita karbono, finfine uzata por ŝargi spirantajn aertankojn. Tia filtrado povas forigi partiklojn. kaj kompresoro ellasilo produktoj de la spira aero provizo.
Aprobo de la FDA.
La usona FDA ekde la 1-a de aprilo 2012 aprobis natrian aluminosilikaton por rekta kontakto kun konsumeblaj aĵoj sub 21 CFR 182.2727.Antaŭ tiu ĉi aprobo la Eŭropa Unio uzis molekulajn kribrilojn kun medikamentoj kaj sendependaj provoj sugestis, ke molekulaj kribriloj plenumas ĉiujn registarajn postulojn sed la industrio estis nevola financi la multekostan testadon necesan por registara aprobo.
Regenerado
Metodoj por regenerado de molekulaj kribriloj inkludas premŝanĝon (kiel en oksigenkoncentriloj), hejtado kaj purigado kun portanta gaso (kiel kiam uzite en etanola dehidratiĝo), aŭ hejtado sub alta vakuo. Regeneradtemperaturoj varias de 175 °C (350 °F) ĝis 315 °C (600 °F) depende de molekula kribrilspeco. En kontrasto, silika ĝelo povas esti regenerita varmigante ĝin en regula forno ĝis 120 °C (250 °F) dum du horoj. Tamen, iuj specoj de silika ĝelo "eksploros" kiam ili estas eksponitaj al sufiĉe da akvo. Ĉi tio estas kaŭzita de rompo de la silikaj sferoj kontaktante la akvon.

Modelo	Diametro de poroj (Ångström)	Granda denseco (g/ml)	Adsorbita akvo (% p/p)	Eluziĝo aŭ abrazio, W(% p/p)	Uzado
3Å	3	0,60–0,68	19–20	0,3–0,6	Elsekiĝodenafto krakadogaso kaj alkenoj, selektema adsorbado de H2O enizolita vitro (IG)kaj poliuretano, sekigado deetanola brulaĵopor miksi kun benzino.
4Å	4	0,60–0,65	20–21	0,3–0,6	Adsorbo de akvo ennatria aluminosilikatokiu estas aprobita de FDA (vidumalsupre) uzata kiel molekula kribrilo en medicinaj ujoj por konservi enhavon seka kaj kielmanĝaldonaĵohavanteE-numeroE-554 (kontraŭkaka agento); Preferata por statika dehidratiĝo en fermitaj likvaj aŭ gasaj sistemoj, ekz. en pakado de drogoj, elektraj komponantoj kaj pereemaj kemiaĵoj; akvoforigado en presaj kaj plastaj sistemoj kaj sekigado de saturitaj hidrokarbidoj. Adsorbitaj specioj inkludas SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6, kaj C3H6. Ĝenerale konsiderita universala sekiga agento en polusa kaj nepolusa amaskomunikilaro;[12]apartigo denatura gasokajalkenoj, adsorbado de akvo en ne-nitrogena sentemapoliuretano
5Å-DW	5	0,45–0,50	21–22	0,3–0,6	Malgrasi kaj verŝpunkto depresio deaviado kerosenokajdizelo, kaj alkenoj apartigo
5Å malgranda oksigen-riĉigita	5	0,4–0,8	≥23		Speciale desegnita por medicina aŭ sana oksigengeneratoro[citaĵo bezonata]
5Å	5	0,60–0,65	20–21	0,3–0,5	Sekiĝo kaj purigo de aero;dehidratiĝokajsensulfurigode tergaso kajlikva nafta gaso;oksigenokajhidrogenoproduktado deadsorbado de svingo de premoprocezo
10X	8	0,50–0,60	23–24	0,3–0,6	Alt-efika sorbado, uzata en elsekiĝo, senkarburigo, sensulfurigo de gaso kaj likvaĵoj kaj apartigo dearoma hidrokarbono
13X	10	0,55–0,65	23–24	0,3–0,5	Sekiĝo, sensulfurigo kaj purigo de nafta gaso kaj tergaso
13X-AS	10	0,55–0,65	23–24	0,3–0,5	Senkarburigokaj elsekiĝo en la aera apartiga industrio, apartigo de nitrogeno de oksigeno en oksigenkoncentriloj
Cu-13X	10	0,50–0,60	23–24	0,3–0,5	Dolĉigado(forigo detioloj) deaviada fuelokaj respondalikvaj hidrokarbonoj

Kapablecoj de adsorbado

3Å

Proksimuma kemia formulo: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

Silika-alumina rilatumo: SiO2/ Al2O3≈2

Produktado

3A molekulaj kribriloj estas produktitaj per katjona interŝanĝo dekaliopornatrioen 4A molekulaj kribriloj (Vidu malsupre)

Uzado

3Å molekulaj kribriloj ne adsorbas molekulojn kies diametroj estas pli grandaj ol 3 Å. La karakterizaĵoj de ĉi tiuj molekulaj kribriloj inkluzivas rapidan adsorban rapidon, oftan regeneran kapablon, bonan disbatantan reziston kajrezisto al poluo. Ĉi tiuj trajtoj povas plibonigi ambaŭ la efikecon kaj vivdaŭron de la kribrilo. 3Å molekulaj kribriloj estas la necesa sekigilo en nafto kaj kemiaj industrioj por rafinado de petrolo, polimerigo kaj kemia gas-likva profunda sekigado.

3Å molekulaj kribriloj estas uzataj por sekigi gamon da materialoj, kiel ekzempleetanolo, aero,fridigaĵoj,natura gasokajnesaturitaj hidrokarbidoj. Ĉi-lastaj inkluzivas krakan gason,acetileno,etileno,propilenokajbutadieno.

3Å molekula kribrilo estas uzata por forigi akvon el etanolo, kiu poste povas esti uzata rekte kiel biokarburaĵo aŭ nerekte por produkti diversajn produktojn kiel kemiaĵoj, manĝaĵoj, farmaciaĵoj kaj pli. Ĉar normala distilado ne povas forigi la tutan akvon (nedezirinda kromprodukto de etanolproduktado) de etanolprocezfluoj pro la formado de etanolproduktado.azeotropoje proksimume 95.6-procenta koncentriĝo de pezo, molekulaj kribriloj kutimas apartigi etanolon kaj akvon sur molekula nivelo adsorbante la akvon en la bidojn kaj permesante al la etanolo pasi libere. Post kiam la bidoj estas plenaj de akvo, temperaturo aŭ premo povas esti manipulitaj, permesante al la akvo esti liberigita de la molekulaj kribriloj.[15]

3Å molekulaj kribriloj estas stokitaj ĉe ĉambra temperaturo, kun relativa humideco ne pli ol 90%. Ili estas sigelitaj sub reduktita premo, estante tenitaj for de akvo, acidoj kaj alkaloj.

4Å

Kemia formulo: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Rilatumo silicio-aluminio: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

Produktado

Produktado de 4Å kribrilo estas relative simpla ĉar ĝi postulas nek altajn premojn nek precipe altajn temperaturojn. Tipe akvaj solvaĵoj denatria silikatokajnatria aluminatoestas kombinitaj je 80 °C. La solvent-impregnita produkto estas "aktivigita" per "bakado" je 400 °C 4A kribriloj funkcias kiel la antaŭulo al 3A kaj 5A kribriloj tracationinterŝanĝodenatrioporkalio(por 3A) aŭkalcio(por 5A)

Uzado

Sekigaj solviloj

4Å molekulaj kribriloj estas vaste uzataj por sekigi laboratoriajn solvilojn. Ili povas sorbi akvon kaj aliajn molekulojn kun kritika diametro malpli ol 4 Å kiel ekzemple NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6, kaj C2H4. Ili estas vaste uzataj en la sekigado, rafinado kaj purigado de likvaĵoj kaj gasoj (kiel la preparado de argono).

 

Poliestera agentaj aldonaĵoj [redakti]

Ĉi tiuj molekulaj kribriloj estas uzataj por helpi lesivojn, ĉar ili povas produkti demineraligitan akvonkalcioion interŝanĝo, forigi kaj malhelpi la deponado de malpuraĵo. Ili estas vaste uzataj por anstataŭigifosforo. La 4Å molekula kribrilo ludas gravan rolon por anstataŭigi natrian tripolifosfaton kiel lesivan helpaĵon por mildigi la median efikon de la lesivo. Ĝi ankaŭ povas esti uzata kiel asapoformanta agento kaj endentopasto.

Malutila rubo traktado

4Å molekulaj kribriloj povas purigi kloakaĵon de katjonaj specioj kiel ekzempleamoniojonoj, Pb2+, Cu2+, Zn2+ kaj Cd2+. Pro la alta selektiveco por NH4+ ili estis sukcese aplikitaj sur la kampo por batalieŭtrofiĝokaj aliaj efikoj en akvovojoj pro troaj amoniaj jonoj. 4Å molekulaj kribriloj ankaŭ estis uzitaj por forigi pezmetaljonojn ĉeestantajn en akvo pro industriaj agadoj.

Aliaj celoj

Lametalurgia industrio: disiga agento, apartigo, eltiro de salakva kalio,rubidio,cezio, ktp.

Petrokemia industrio,katalizilo,sekigilo, adsorbanto

Agrikulturo:grunda klimatizilo

Medicino: ŝarĝi arĝentonzeolitokontraŭbakteria agento.

5Å

Kemia formulo: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2•4.5H2O

Silika-alumina rilatumo: SiO2/ Al2O3≈2

Produktado

5A molekulaj kribriloj estas produktitaj per katjona interŝanĝo dekalciopornatrioen 4A molekulaj kribriloj (Vidu supre)

Uzado

Kvin-ångström(5Å) molekulaj kribriloj ofte estas uzataj en lanaftoindustrio, precipe por la purigo de gasfluoj kaj en la kemia laboratorio por apartigokunmetaĵojkaj sekigado de reakciaj komencaj materialoj. Ili enhavas etajn porojn de preciza kaj unuforma grandeco, kaj estas ĉefe uzataj kiel adsorbanto por gasoj kaj likvaĵoj.

Kvin-ångström molekulaj kribriloj kutimas sekiĝinatura gaso, kune kun prezentadosensulfurigokajmalkarboniĝode la gaso. Ili ankaŭ povas esti uzitaj por apartigi miksaĵojn de oksigeno, nitrogeno kaj hidrogeno, kaj ole-vaksaj n-hidrokarbidoj de branĉitaj kaj policiklaj hidrokarbidoj.

Kvin-ångström molekulaj kribriloj estas stokitaj ĉe ĉambra temperaturo, kun arelativa humidecomalpli ol 90% en kartonaj bareloj aŭ kartonaj pakaĵoj. La molekulaj kribriloj ne devas esti rekte elmontritaj al la aero kaj akvo, acidoj kaj alkaloj devas esti evititaj.

Morfologio de molekulaj kribriloj

Molekulaj kribriloj estas haveblaj en diversaj formoj kaj grandecoj. Sed la sferaj bidoj havas avantaĝon super aliaj formoj ĉar ili ofertas pli malaltan premofalon, estas eluziĝo-rezistemaj ĉar ili ne havas ajnajn akrajn randojn, kaj havas bonan forton, te dispremforto bezonata por unuopa areo estas pli alta. Certaj perlaj molekulaj kribriloj ofertas pli malaltan varmokapaciton tiel pli malaltajn energipostulojn dum regenerado.

La alia avantaĝo de uzado de biditaj molekulaj kribriloj estas pogranda denseco estas kutime pli alta ol alia formo, tiel por sama adsorbada postulo molekula kribrilo volumo bezonata estas malpli. Tiel farante de-botelokolo, oni povas uzi biditaj molekulaj kribriloj, ŝarĝi pli da adsorbanto en sama volumeno, kaj eviti ajnajn vazajn modifojn.