吸附功能:分子篩對物質(zhì)的吸附來源于物理吸附(范德華力),其晶體孔穴內(nèi)部有很強的極性和庫侖場,對極性分子(如水)和不飽和分子表現(xiàn)出強烈的吸附能力。
篩分功能:分子篩的孔徑分布非常均一,只有分子直徑小于孔穴直徑的物質(zhì)才可能進入分子篩的晶穴內(nèi)部。
通過吸附的優(yōu)先順序和尺寸大小來區(qū)分不同物質(zhì)的分子,所以被形象的稱為“分子篩”。
分子篩不同品種參數(shù)及用途
類型
直徑
體積密度(g/ml)
吸水性
磨損度W (%)
用途
3A
3 ?
0.60~0.68
19~20
0.3~0.6
干燥石油裂解氣和烯烴
4A
4 ?
0.60~0.65
20~21
0.3~0.6
分離天然氣和烯烴
5A
5 ?
0.60~0.65
20~21
0.3~0.5
干燥和凈化空氣,脫水和脫硫天然氣;脫硫石油氣;氧氣和氫氣生產(chǎn)變壓吸附過程
5A-DW
5 ?
0.45~0.50
21~22
0.3~0.6
脫脂、烯烴分離和和抑制的航空煤油和柴油傾點
10X
8 ?
0.50~0.60
23~24
0.3~0.6
高效吸附,可用于干燥,脫硫脫碳,氣體和液體和分離芳烴
13X
10 ?
0.55~0.65
23~24
0.3~0.5
干燥,脫硫和凈化的石油氣、天然氣
13X-AS
10 ?
0.55~0.65
23~24
0.3~0.5
用于空氣分離工業(yè)干燥和脫碳
Cu-13X
10 ?
0.50~0.60
23~24
0.3~0.5
航空用液態(tài)碳氫化合物脫硫
分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu),它的孔穴直徑大小均勻,這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部,并對極性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力,因而能把極性程度不同,飽和程度不同,分子大小不同及沸點不同的分子分離開來,即具有“篩分”分子的作用,故稱分子篩。由于分子篩具有吸附能力高,熱穩(wěn)定性強等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點,使得分子篩獲得廣泛的應用。
在生物大分子領域,常見的有bio-rad SEC分子篩預裝柱。
美國科學家發(fā)現(xiàn),通過調(diào)整溫度,能夠精確地控制一種鈦硅酸鹽材料中的孔洞大小,制造出精密的新型分子篩。 一些晶體材料內(nèi)部有著大量均勻的微孔,尺寸比孔洞小的分子能夠穿過,而大分子不能穿過,因此可以起到分離不同分子的作用,這類材料被稱為分子篩。
其實在2001年科學家在英國《自然》雜志上報告說,他們發(fā)現(xiàn)一種稱為鈦硅酸鹽ETS-4的物質(zhì)能夠作為良好的分子篩。當溫度升高時,ETS-4會逐漸脫水,微孔的尺寸隨之減小。利用這種方法,可以在3到4埃(1埃等于百億分之一米)的范圍內(nèi)精細地調(diào)整微孔尺寸。 科學家說,一些常見分子如氮氣、甲烷、氧氣、氬氣和水分子等尺寸都在3至4埃左右,彼此大小相差無幾,用ETS-4制作的分子篩可以有效地將它們分開。 研究人員已經(jīng)嘗試用ETS-4從氮氣和甲烷混合物中將氮氣的含量由18%降到5%以下,并在分離氬氣與氧氣、氮氣與氧氣的實驗中也取得了成功。據(jù)認為這一技術將有重要的商業(yè)應用前景。