Molekuliniai sietai: stebuklingi oro atskyrimo technologijos sietai
Kas tiksliai yra molekuliniai sietai?
Molekuliniai sietai mikroskopiniame pasaulyje veikia kaip protingi sietai, daugiausia sudaryti iš aliuminio silikato kristalų. Šios porėtos medžiagos yra nusėtos vienodų nanoskalės kanalų,{1}}kurių porų skersmuo svyruoja nuo 0,3 iki 1 nanometro (maždaug vienas -šimtas-tūkstančio žmogaus plauko storio). Reguliuojant silicio -su Įprastuose 13X molekuliniuose sietuose yra natrio jonų, o 5A tipuose gausu kalcio jonų; šie metalo jonai veikia kaip vartininkai, padedantys rūšiuoti dujų molekules pagal dydį.
Kaip molekuliniai sietai įvaldo dujų atskyrimą?
Rūšiavimas pagal dydį-: 0,346 nm skersmuo deguoniui ir 0,364 nm azotui, molekulinis sietas su 0,4 nm poromis leidžia geriau prasiskverbti deguoniui.
Adsorbcijos konkurencija: azotas lengviau adsorbuojamas į sieto kanalus nei deguonis -panašiai kaip magnetas, pritraukiantis geležies drožles-, leidžiantis atskirti dujas.
Slėgio kontrolė: Molekuliniai sietai agresyviai adsorbuoja dujas esant aukštam slėgiui ir lengvai išleidžia jas, kai slėgis nukrenta; ši savybė leidžia jas pakartotinai panaudoti dešimtis tūkstančių kartų.
Universalus pritaikymas oro atskyrimo technologijoje
Molekuliniai sietai atlieka pagrindinį vaidmenį oro atskyrimo įrenginiuose:
Išankstinis-apdorojimas: pirmiausia jie sugeria drėgmę ir anglies dvideginį iš oro, efektyviai „išplaudami“ orą švarų.
Deguonies gamyba: jie sulaiko azotą savo porose, leidžiant deguoniui patekti į surinkimą ir pasiekti iki 95% grynumo lygį.
Retų dujų ekstrahavimas: jie taip pat gali atskirti retąsias dujas, tokias kaip argonas, tokiu tikslumu, kaip ir chemijos laboratorijose randami chromatografai.
