Was ist ein Molekularsieb?

Ein Molekularsieb dient zum Trocknen oder Absorbieren von Gasen und Flüssigkeiten. Molekularsiebe bestehen aus porösen Materialien, üblicherweise einer Aluminosilikatverbindung, die Zeolith genannt wird, und werden zur Trennung von Substanzen auf molekularer Ebene verwendet. Diese Siebe werden in erster Linie als Trockenmittel oder Trockenmittel verwendet und werden auch häufig in der Erdölindustrie zur Reinigung von Gasen eingesetzt.

So wie ein Sieb Steine ​​vom Sand trennt, trennt ein Molekularsieb größere Moleküle von kleineren. Beispielsweise haben Wassermoleküle einen Molekülradius von 0,193 nm, während ein Acetonmolekül einen Radius von 0,308 nm hat. Das Eingießen einer Acetonlösung in ein Molekularsieb würde dazu führen, dass die kleineren Wassermoleküle das Sieb passieren, während die größeren Acetonmoleküle zurückbleiben und so den Alkohol trocknen. Wenn zwei Moleküle die gleiche Größe haben, können Molekularsiebe Moleküle auch anhand der Polarität der Moleküle trennen. Die polareren Moleküle werden absorbiert, als wären sie die kleineren Moleküle.

Im Gegensatz zu Sieben, die Steine ​​vom Sand trennen, lassen Molekularsiebe die kleineren Moleküle nicht einfach durch. Stattdessen werden diese Moleküle vom Sieb absorbiert. Die leeren Räume in der Siebstruktur, die Poren, halten diese kleineren Moleküle, so dass die Wirksamkeit eines Siebs nicht nur von der Größe der Poren abhängt, sondern auch davon, wie viel leerer Raum innerhalb der Siebstruktur verfügbar ist.

Molekularsiebe können etwa 24 Prozent ihres Gewichts aufnehmen. Sobald das Wasser in den porösen Löchern absorbiert und die getrockneten oder gereinigten Materialien gewonnen sind, kann das Wasser auf verschiedene Arten entfernt werden. Da Wärme die Molekularstruktur eines Siebs nicht verändert, wird Wasser häufig entfernt, indem das Sieb zwei Stunden lang auf 250 ° C erhitzt und dann bei minimalem Kontakt mit feuchter Luft abgekühlt wird.

Das poröse Material in einem Molekularsieb hat eine kristalline Struktur und völlig gleichmäßige Porengrößen. Diese Größen unterscheiden sich jedoch je nach Siebtyp. Es gibt verschiedene Typen, darunter Isolierglas-Molekularsiebe, Typen 3A – 5A und Typ 13X.

Isolierglas-Molekularsiebe werden speziell zur Herstellung von Isolierglas verwendet. Sie verhindern, dass sich Wasser in der Glasoberfläche ansammelt. 3A und 4A Siebe sind universelle Trocknungsmittel. 3As werden hauptsächlich zum Trocknen oder Dehydrieren von Kohlenwasserstoffen verwendet. Dies ist der Siebtyp, der im vorherigen Beispiel zum Trocknen von Aceton verwendet wird. 4A-Siebe werden in geschlossenen Systemen wie elektrischen Bauteilen und Medikamentenverpackungen eingesetzt, um die Trockenheit zu gewährleisten.

5A-Siebe werden verwendet, um unerwünschten Schwefelwasserstoff, ein extrem giftiges Gas, und Kohlendioxid aus Erdgasen zu entfernen. Diese werden häufig von der Mineralölindustrie verwendet. 13X-Siebe werden nur zur Trocknung von Gasen im Handel eingesetzt.