分子筛如何工作?

分子筛是一种多孔材料,具有非常小的、尺寸均匀的孔。它的工作原理类似于厨房筛子,只不过是在分子尺度上分离含有多种尺寸分子的气体混合物。只有小于孔径的分子才能通过;而较大的分子则被阻挡。如果要分离的分子大小相同,分子筛也可以通过极性进行分离。筛子在多种应用中用作除湿干燥剂,有助于防止产品降解。

分子筛的类型

分子筛有3A、4A、5A、13X等不同类型。数值定义了孔径的大小和筛子的化学成分。改变组合物中的钾、钠和钙离子以控制孔隙的大小。不同的筛子有不同的目数。筛孔数较少的分子筛用于分离气体,筛孔较多的分子筛用于液体。分子筛的其他重要参数包括形状(粉末或珠状)、堆积密度、pH 值、再生温度(活化)、水分等。

分子筛与硅胶

硅胶也可用作除湿干燥剂,但与分子筛有很大不同。在两者之间进行选择时可以考虑的不同因素包括装配选项、压力变化、湿度水平、机械力、温度范围等。分子筛和硅胶之间的主要区别是:

分子筛的吸附速度比硅胶大。这是因为筛子是一种快干剂。

分子筛在高温下比硅胶具有更好的功能,因为它具有更均匀的结构,可以牢固地结合水。

在低相对湿度下,分子筛的容量远优于硅胶。

分子筛的结构是明确的,具有均匀的孔,而硅胶的结构是无定形的,有多个不规则的孔。

如何激活分子筛

为了活化分子筛,基本要求是暴露在超高温下,并且热量应该足够高以使吸附物蒸发。温度会随着被吸附的材料和吸附剂的类型而变化。前面讨论的筛子类型需要 170-315oC (338-600oF) 的恒定温度范围。被吸附的材料和吸附剂都在此温度下被加热。真空干燥是一种更快的方法,并且与火焰干燥相比需要相对较低的温度。

一旦激活,筛子可以存放在带有双层封口膜的玻璃容器中。这将使它们保持激活状态长达六个月。要检查筛子是否处于活动状态,您可以戴上手套将其握在手中并向其中加水。如果它们完全活跃,那么温度会显着升高,即使戴着手套也无法握住它们。

建议使用个人防护装备套件、手套和安全眼镜等安全设备,因为分子筛的活化过程涉及处理高温和化学品以及相关风险。


发布时间:2023年5月30日