Wat is een moleculaire zeef?

Een moleculaire zeef wordt gebruikt om gassen en vloeistoffen te drogen of te absorberen. Moleculaire zeven zijn gemaakt van poreuze materialen, meestal een aluminosilicaatverbinding genaamd zeoliet, en worden gebruikt om stoffen op moleculair niveau te scheiden. Hoofdzakelijk gebruikt als een droogmiddel of droogmiddel, worden deze zeven ook vaak gebruikt in de aardolie-industrie om gassen te zuiveren.

Net zoals een zeef kan worden gebruikt om rotsen van zand te scheiden, scheidt een moleculaire zeef grotere moleculen van kleinere. Watermoleculen hebben bijvoorbeeld een moleculaire straal van 0,193 nm, terwijl een acetonmolecuul een straal van 0,308 nm heeft. Het gieten van een acetonoplossing in een moleculaire zeef zou ertoe leiden dat de kleinere watermoleculen door de zeef gaan, terwijl de grotere acetonmoleculen achterblijven, waardoor de alcohol wordt gedroogd. Wanneer twee moleculen dezelfde grootte hebben, kunnen moleculaire zeven ook moleculen scheiden op basis van de polariteit van de moleculen. De meer polaire moleculen worden geabsorbeerd alsof ze de kleinere moleculen zijn.

In tegenstelling tot zeven die rotsen van zand scheiden, laten moleculaire zeven de kleinere moleculen er niet gewoon doorheen. In plaats daarvan worden die moleculen geabsorbeerd door de zeef. De lege ruimtes in de zeefstructuur, de poriën, bevatten die kleinere moleculen, dus de effectiviteit van een zeef hangt niet alleen af ​​van de grootte van de poriën, maar ook van hoeveel lege ruimte er beschikbaar is in de structuur van de zeef.

Moleculaire zeven kunnen ongeveer 24 procent van hun gewicht absorberen. Zodra het water in de poreuze gaten is opgenomen en de gedroogde of gezuiverde materialen zijn teruggewonnen, kan het water op verschillende manieren worden verwijderd. Omdat warmte de moleculaire structuur van een zeef niet verandert, wordt water vaak verwijderd door de zeef gedurende twee uur te verwarmen tot 250 ° C en vervolgens te laten afkoelen met minimaal contact met vochtige lucht.

Kristallijn van structuur, het poreuze materiaal in een moleculaire zeef heeft volledig uniforme poriëngroottes. Deze maten verschillen echter afhankelijk van het type zeef. Er zijn verschillende soorten, waaronder geïsoleerde moleculaire zeven van glas, types 3A-5A en type 13X.

Moleculaire zeven van geïsoleerd glas worden specifiek gebruikt om geïsoleerd glas te maken. Ze voorkomen dat water zich ophoopt in het oppervlak van het glas. 3A- en 4A-zeven zijn universele droogmiddelen. 3A's worden meestal gebruikt om koolwaterstoffen te drogen of te dehydrateren. Dit is het type zeef dat in het eerdere voorbeeld zou worden gebruikt om aceton te drogen. 4A-zeven worden gebruikt in gesloten systemen, zoals elektrische componenten en medicijnverpakkingen, om droogheid te garanderen.

5A-zeven worden gebruikt om ongewenst waterstofsulfide, een uiterst giftig gas en koolstofdioxide uit natuurlijke gassen te verwijderen. Deze worden vaak gebruikt door de aardolie-industrie. 13X zeven worden alleen commercieel gebruikt voor het drogen van gassen.