Struktura molekulárního síta a běžné typy

- Sep 09, 2019-

Definice molekulového síta

Čínský název: molekulární síto Anglický název: molekulární síto

Definice: Přírodní nebo syntetická chemická látka se strukturou sítě. Například, zesíťovaný dextrán, zeolit atd., Pokud se použije jako chromatografické médium, může být směs frakcionována podle molekulové velikosti.

Předmět: Biochemie a molekulární biologie (předmět); metody a techniky (dva předměty)

Koncept molekulárního síta

V úzkém smyslu je čínské molekulární síto krystalický křemičitan nebo hlinitokřemičitan složený z křemíku oxytetrahedronu nebo aluminoxy tetrahedronu spojeného kyslíkovým můstkem za vzniku molekulární velikosti molekulového síta (obvykle 0,3 až 2,0 nm). Póry a dutinový systém mají vlastnosti prosévacích molekul. S prohlubováním syntézy molekulárního síta a výzkumem aplikací však vědci objevili molekulární síta aluminofosfátu a molekulární struktura molekulárního síta (křemík nebo hliník nebo fosfor) může být také z B, Ga, Fe, Cr, Ge, Ti V. Nahrazením Mn, Co, Zn, Be a Cu může velikost pórů a dutin dosáhnout více než 2 nm. Proto může být molekulární síto rozděleno na složení silika-alumina molekulární síto, fosfor-hliník molekulární síto a kostrové heteroatomické molekulární síto podle složení kosterních prvků. Podle velikosti kanálu se molekulární síta s velikostí pórů menší než 2 nm, 2 až 50 nm a větší než 50 nm nazývá mikroporézní, mezoporézní a makroporézní molekulární síta. Díky své velké velikosti pórů se stává dobrým nosičem pro molekulární reakce větší velikosti, ale stěny pórů mezoporézních materiálů jsou amorfní, což způsobuje, že její hydrotermální stabilita a tepelná stabilita stále nesplňují náročné podmínky vyžadované pro petrochemické aplikace. .

V důsledku inkluze kovových iontů s nižšími iontovými poloměry a vodou smíšeného stavu se molekuly vody po zahřátí průběžně ztrácí, ale struktura krystalové kostry se nezmění a vytvoří se mnoho dutin stejné velikosti a dutina má mnoho průměrů. Jsou spojeny stejné mikropóry. Tyto malé póry mají jednotný průměr a mohou adsorbovat molekuly menší než průměr pórů do vnitřku pórů a molekuly větší než póry jsou odpuzovány, takže molekuly mající různé průměry a průměry mohou být Molekuly s různou polaritou, molekuly s různé body varu a molekuly s různými stupni nasycení jsou odděleny, to znamená, že mají funkci "prosévání" molekul. V současné době jsou molekulární síta široce používána v průmyslových odvětvích, jako je hutnictví, chemie, elektronika, petrochemie a zemní plyn.

Běžné molekulární síto

Molekulární sítové modely běžně používané v plynárenství;

Typ A: draslík A (3A), sodík A (4A), vápník A (5A),

Typ X: Vápník X (10X), Sodík X (13X)

Typ Y :, sodík Y, vápník Y, molekulární síto ZSM35

Továrna na chladicí molekulární síta

Čína CMS uhlíkové molekulární síto

Vlastnosti molekulového síta

Molekulární síta jsou extrémně hygroskopická a používají se k čištění plynů. Během skladování nevystavujte přímému působení vzduchu. Molekulární síta, která byla skladována po dlouhou dobu a byla hygroskopicky hydratována, by měla být před použitím regenerována. Molekulární síta se vyhýbají oleji a tekuté vodě. Při používání se vyhněte kontaktu s olejem a tekutou vodou. Plyn, který má být sušen v průmyslové výrobě, je vzduch, vodík, kyslík, dusík, argon atd. Dva adsorpční sušičky jsou zapojeny paralelně, jeden pracuje a druhý může být regenerován. Pracujte střídavě a regenerujte, abyste zajistili nepřetržitý provoz zařízení. Sušička pracuje při 8-12 ° C a regeneruje se zahříváním na 350 ° C. Regenerační teploty molekulárního síta různých specifikací se mírně liší. Molekulární síta mají dobrý katalytický účinek na určité reakce v organické plynné fázi.

Také známý jako zeolit nebo zeolit je krystalický hlinitokřemičitan s pravidelnou a jednotnou strukturou pórů v krystalové struktuře. Velikost pórů je na velikosti molekulového síta molekulové velikosti. Umožňuje pouze vstoupit molekuly s menším průměrem, než je velikost pórů. Je tedy možné prosít molekuly ve směsi podle velikosti. Proto se nazývá molekulární síto. Již před více než 200 lety jmenoval B. Kronstedt aluminosilikát jako zeolit, jehož chemické složení je M a n kovovými ionty a jejich valencí; x je oxid křemičitý Počet molekul; y je počet molekul vody; p je počet atomů hliníku; q je počet atomů křemíku. Molekulární síta se v chemickém průmyslu používají jako pevné adsorbenty a látky jimi adsorbované mohou být desorbovány a molekulová síta mohou být regenerována po použití. Používá se také pro sušení, čištění, separaci a regeneraci plynů a kapalin. Od šedesátých let, jako krakovací katalyzátor v rafinérském průmyslu ropy, bylo vyvinuto množství katalyzátorů molekulárního síta pro různé katalytické procesy.

Metoda produkce molekulového síta

Čína 5A molekulární síto má hydrotermální syntézu, hydrotermální konverzi a iontovýměnné metody:

1 Hydrotermální syntéza Pro výrobu produktů s vyšší čistotou a pro syntézu molekulárních sít, která se v přírodě nenacházejí. Sloučenina obsahující křemík (vodní molekulární sítové sklo, oxid křemičitý atd.), Sloučenina obsahující hliník (hydratovaný oxid hlinitý, sůl hliníku atd.), Báze (hydroxid sodný, hydroxid draselný atd.) A voda jsou smíchány ve vhodném poměru v autoklávu. Zahřívání po určitou dobu, to znamená, jsou krystaly molekulárního síta vysráženy. Proces syntézy lze vyjádřit jako:

Naolekulární síta se obvykle syntetizují v průmyslových procesech, jako je syntéza 13X a 10X molekulárních sít (viz obrázek). Přidání určitých aditiv během hydrotermální syntézy může změnit strukturu konečného produktu, jako je přidání kvartérních amoniových solí za vzniku molekulových sít ZSM-5.

2 Metoda hydrotermální přeměny V přítomnosti nadbytku zásady je pevný hlinitokřemičitan hydrotermálně přeměněn na molekulární síto. Používané suroviny jsou kaolin, bentonit, křemelina atd., A lze také použít částice syntetického silikagelu a aluminy. Tato metoda je nízká, ale čistota produktu není tak dobrá jako čistota hydrotermální syntézy.

3 Metoda výměny iontů Molekulární síto se obvykle převádí na molekulární síto obsahující požadovaný kation ve vodném roztoku a obecný vzorec je následující:

V případě, že Z- představuje aniontový skelet, Me + představuje kation, který má být vyměněn, jako je NH *, Ca2 +, Mg2 +, Zn2 + atd., A surovina je obvykle chlorid molekulového s dutého skla, síran, dusičnan. Obtížnost výměny kationtů různých vlastností v roztoku na molekulární síto je odlišná, což se nazývá pořadí výběru kationtů molekulovým sítem. Například pořadí výběru molekulárního síta 13X je Ag +, Cu2 +, H +, Ba2 +, Au3 +, Th4 +, Sr2 +, Hg2 +, Cd2 +, Zn2 +, Ni2 +, Ca2 +, Co2 +, NH 嬃, K +, Au2 +, Na +, Mg2 +, Li +. Následující parametry se běžně používají k označení výsledku výměny: stupeň výměny, to znamená procento Na + vyměněné v molekulárním síta v původním Na +; výměnná kapacita, počet miligramů kationtu vyměněných na 100 g molekulárního síta; účinnost výměny, označující výměnu kationtů v roztoku Hmotnostní procento na molekulárním síta. Za účelem přípravy vhodného katalyzátoru molekulárního síta je vhodné formulovat vyměněný produkt s jinými složkami, kterými mohou být další katalyticky aktivní složky, kokatalyzátory, ředidla nebo pojiva atd., A vytvoří se formulované materiály. Může být provedena aktivace katalyzátoru.

Struktura molekulového síta

Továrna Molecular Sieve zmínila, že takto vytvořený proteoglykanový polymer je zigzagly navinut, aby vytvořil mikroporézní strukturu podobnou sítu nazývanou molekulární síto. Molekulární síta umožňují pouze průchod látek menších než jejich mikromolekulární póry síta a mají bariérový účinek na makromolekulární látky, bakterie a podobně větší než jejich mikropóry. Vytvořte z matrice obrannou bariéru, která omezuje šíření škodlivých látek, jako jsou bakterie. Hemolytické streptokoky a rakovinné buňky mohou produkovat hyaluronidázu, rozkládat proteoglykany, ničit matricovou strukturu a šířit se. Proteoglykanový polymer také váže řadu hydrofilních skupin a může vázat velké množství molekul vody za vzniku extracelulárního "rezervoáru".

Úvod do molekulárních sít

3A továrna Molecular Sieve nám řekla, že molekulární síto je krychlová aluminosilikátová sloučenina. Molekulární síto má jednotnou mikroporézní strukturu a jeho průměr pórů je jednotný. Tyto póry mohou adsorbovat molekuly menší než jeho průměr do vnitřku pórové dutiny a mají preferenční adsorpční schopnost pro polární molekuly a nasycené molekuly, čímž umožňují polarizaci. Různé stupně, různé stupně nasycení, molekuly s různými molekulárními velikostmi a různými body varu jsou odděleny, to znamená, že mají funkci "prosévacích" molekul, takže se nazývají molekulární síta. Protože molekulární síta mají výhody vysoké adsorpční kapacity, silné tepelné stability a dalších adsorbentů, molekulární síta se široce používají.