Молекулярне сито – це пористий матеріал із дуже маленькими отворами однакового розміру. Воно працює як кухонне сито, але на молекулярному рівні, розділяючи газові суміші, що містять молекули різного розміру. Крізь нього можуть проходити лише молекули, менші за пори; тоді як більші молекули блокуються. Якщо молекули, які потрібно розділити, мають однаковий розмір, молекулярне сито також може розділяти за полярністю. Сита використовуються в різних сферах застосування як осушувачі для видалення вологи та допомагають запобігти деградації продуктів.
Типи молекулярних сит
Молекулярні сита бувають різних типів, таких як 3A, 4A, 5A та 13X. Числові значення визначають розмір пор та хімічний склад сита. Іони калію, натрію та кальцію змінюються у складі для контролю розміру пор. Різні сита мають різну кількість сіток. Молекулярне сито з меншою кількістю сіток використовується для розділення газів, а з більшою – для рідин. Інші важливі параметри молекулярних сит включають форму (порошок або гранули), насипну щільність, рівень pH, температуру регенерації (активації), вологість тощо.
Молекулярне сито проти силікагелю
Силікагель також можна використовувати як осушувач для видалення вологи, але він дуже відрізняється від молекулярного сита. Різні фактори, які можна враховувати під час вибору між ними, це варіанти складання, зміни тиску, рівень вологості, механічні сили, діапазон температур тощо. Ключові відмінності між молекулярним ситом і силікагелем:
Швидкість адсорбції молекулярного сита вища, ніж у силікагелю. Це пояснюється тим, що сито є швидковисихаючим агентом.
Молекулярне сито функціонує краще, ніж силікагель, за високих температур, оскільки має більш однорідну структуру, яка міцніше зв'язує воду.
При низькій відносній вологості ємність молекулярного сита набагато краща, ніж у силікагелю.
Структура молекулярного сита чітко визначена та має однорідні пори, тоді як структура силікагелю є аморфною та має численні нерегулярні пори.
Як активувати молекулярні сита
Для активації молекулярних сит основною вимогою є вплив надвисоких температур, і тепло має бути достатньо високим для випаровування адсорбату. Температура змінюватиметься залежно від матеріалів, що адсорбуються, та типу адсорбенту. Для типів сит, про які йшлося раніше, потрібен постійний діапазон температур 170-315°C (338-600°F). При цій температурі нагріваються як матеріал, що адсорбується, так і адсорбент. Вакуумне сушіння є швидшим способом зробити це та вимагає відносно нижчих температур порівняно з полум'яним сушінням.
Після активації сита можна зберігати у скляному контейнері, обгорнутому подвійною параплівкою. Це дозволить зберегти їх активними до шести місяців. Щоб перевірити активність сит, можна потримати їх у руці в рукавичках і додати води. Якщо вони повністю активні, температура значно підвищується, і ви не зможете тримати їх навіть у рукавичках.
Рекомендується використовувати засоби безпеки, такі як комплекти ЗІЗ, рукавички та захисні окуляри, оскільки процес активації молекулярних сит пов'язаний з роботою з високими температурами та хімічними речовинами, а також пов'язаними з цим ризиками.
Час публікації: 30 травня 2023 р.
