Një sitë molekulare është një material me pore (vrima shumë të vogla) me madhësi uniforme.

Një sitë molekulare është një material me pore (vrima shumë të vogla) me madhësi uniforme. Këto diametra poresh janë të ngjashme në madhësi me molekulat e vogla, dhe kështu molekulat e mëdha nuk mund të hyjnë ose të adsorbohen, ndërsa molekulat më të vogla munden. Ndërsa një përzierje molekulash migron përmes shtratit stacionar të substancës poroze, gjysmë të ngurtë të referuar si sitë (ose matricë), përbërësit me peshën më të lartë molekulare (të cilët nuk janë në gjendje të kalojnë në poret molekulare) largohen të parët nga shtrati, të ndjekur nga molekula më të vogla në mënyrë të njëpasnjëshme. Disa sita molekulare përdoren në kromatografinë me përjashtim të madhësisë, një teknikë ndarjeje që i rendit molekulat bazuar në madhësinë e tyre. Sita të tjera molekulare përdoren si tharëse (disa shembuj përfshijnë qymyrin e aktivizuar dhe xhelin e silicës).
Diametri i poreve të një sitë molekulare matet në ångströms (Å) ose nanometra (nm). Sipas notacionit IUPAC, materialet mikroporoze kanë diametër poresh më të vogël se 2 nm (20 Å) dhe materialet makroporoze kanë diametër poresh më të madh se 50 nm (500 Å); kështu, kategoria mezoporoze qëndron në mes me diametër poresh midis 2 dhe 50 nm (20–500 Å).
Materialet
Sitat molekulare mund të jenë materiale mikroporoze, mezoporoze ose makroporoze.
Material mikroporoz (
●Zeolite (minerale aluminosilikate, nuk duhen ngatërruar me silikatin e aluminit)
● Zeoliti LTA: 3–4 Å
● Qelq poroz: 10 Å (1 nm) e lart
● Karbon aktiv: 0–20 Å (0–2 nm), e lart
●Argjila
● Përzierje të Montmorilonitit
●Halloiziti (endeliti): Gjenden dy forma të zakonshme, kur hidratohet argjila shfaq një hapësirë ​​prej 1 nm midis shtresave dhe kur dehidratohet (meta-halloiziti) hapësira është 0.7 nm. Halloiziti shfaqet natyrshëm si cilindra të vegjël që kanë një diametër mesatar prej 30 nm me gjatësi midis 0.5 dhe 10 mikrometra.
Material mezoporoz (2–50 nm)
Dioksid silikoni (përdoret për të bërë xhel silikoni): 24 Å (2.4 nm)
Material makroporoz (>50 nm)
Silica makroporoze, 200–1000 Å (20–100 nm)
Aplikimet[redakto]
Sitat molekulare përdoren shpesh në industrinë e naftës, veçanërisht për tharjen e rrjedhave të gazit. Për shembull, në industrinë e gazit natyror të lëngshëm (LNG), përmbajtja e ujit në gaz duhet të reduktohet në më pak se 1 ppmv për të parandaluar bllokimet e shkaktuara nga akulli ose klatrati i metanit.
Në laborator, sitat molekulare përdoren për të tharë tretësin. "Sitat" kanë provuar të jenë superiore ndaj teknikave tradicionale të tharjes, të cilat shpesh përdorin tharëse agresive.
Nën termin zeolite, sitat molekulare përdoren për një gamë të gjerë aplikimesh katalitike. Ato katalizojnë izomerizimin, alkilimin dhe epoksidimin, dhe përdoren në procese industriale në shkallë të gjerë, duke përfshirë hidrokrakingun dhe krakingun katalitik fluid.
Ato përdoren gjithashtu në filtrimin e furnizimeve me ajër për aparatet e frymëmarrjes, për shembull ato të përdorura nga zhytësit me skuba dhe zjarrfikësit. Në aplikime të tilla, ajri furnizohet nga një kompresor ajri dhe kalon nëpër një filtër fishekësh i cili, varësisht nga aplikimi, është i mbushur me sitë molekulare dhe/ose karbon të aktivizuar, duke u përdorur më në fund për të mbushur rezervuarët e ajrit të frymëmarrjes. Një filtrim i tillë mund të largojë grimcat dhe produktet e shkarkimit të kompresorit nga furnizimi me ajër të frymëmarrjes.
Miratimi i FDA-së.
FDA e SHBA-së, që nga 1 prilli 2012, ka miratuar aluminosilikatin e natriumit për kontakt të drejtpërdrejtë me artikujt e konsumueshëm sipas 21 CFR 182.2727. Përpara këtij miratimi, Bashkimi Evropian kishte përdorur sita molekulare me produkte farmaceutike dhe testimet e pavarura sugjeruan që sitat molekulare përmbushin të gjitha kërkesat qeveritare, por industria nuk kishte qenë e gatshme të financonte testimet e kushtueshme të kërkuara për miratimin e qeverisë.
Rigjenerimi
Metodat për rigjenerimin e sitave molekulare përfshijnë ndryshimin e presionit (si në koncentratorët e oksigjenit), ngrohjen dhe pastrimin me një gaz bartës (si kur përdoret në dehidratimin e etanolit) ose ngrohjen nën vakum të lartë. Temperaturat e rigjenerimit variojnë nga 175 °C (350 °F) deri në 315 °C (600 °F) në varësi të llojit të sitës molekulare. Në të kundërt, xheli i silicës mund të rigjenerohet duke e ngrohur atë në një furrë të rregullt në 120 °C (250 °F) për dy orë. Megjithatë, disa lloje të xhelit të silicës do të "shpërthejnë" kur ekspozohen ndaj ujit të mjaftueshëm. Kjo shkaktohet nga thyerja e sferave të silicës kur bien në kontakt me ujin.

Model	Diametri i poreve (Ångström)	Dendësia vëllimore (g/ml)	Ujë i adsorbuar (% p/p)	Gërryerje ose gërryerje, W(% p/p)	Përdorimi
3Å	3	0.60–0.68	19–20	0.3–0.6	Tharjeeplasaritje naftegaz dhe alkene, adsorbim selektiv i H2O nëxham i izoluar (IG)dhe poliuretani, tharja ekarburant me etanolpër përzierje me benzinë.
4 Å	4	0.60–0.65	20–21	0.3–0.6	Adsorbimi i ujit nëaluminosilikat natriumie cila është miratuar nga FDA (shihposhtë) përdoret si sitë molekulare në enë mjekësore për të mbajtur përmbajtjen të thatë dhe sishtesë ushqimoreduke pasurNumri elektronikE-554 (agjent kundër ngjitjes); I preferuar për dehidratimin statik në sisteme të mbyllura me lëngje ose gaz, p.sh., në paketimin e barnave, komponentëve elektrikë dhe kimikateve që prishen; pastrimin e ujit në sistemet e shtypjes dhe plastikës dhe tharjen e rrjedhave të ngopura të hidrokarbureve. Speciet e adsorbuara përfshijnë SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 dhe C3H6. Në përgjithësi konsiderohet si një agjent tharës universal në mjedise polare dhe jopolare;[12]ndarjen egaz natyrordhealkenet, adsorbimi i ujit në vende jo të ndjeshme ndaj azotitpoliuretani
5Å-DW	5	0.45–0.50	21–22	0.3–0.6	Zhytja dhe ulja e pikës së derdhjesaviacioni vajguridhenaftëdhe ndarja e alkeneve
5Å i vogël i pasuruar me oksigjen	5	0.4–0.8	≥23		I projektuar posaçërisht për gjenerator oksigjeni mjekësor ose të shëndetshëm.citim i nevojshëm]
5 Å	5	0.60–0.65	20–21	0.3–0.5	Tharja dhe pastrimi i ajrit;dehidratimdhedesulfurizimtë gazit natyror dhegaz i lëngshëm nafte;oksigjendhehidrogjenprodhim ngaadsorbimi i luhatjes së presionitproces
10X	8	0.50–0.60	23–24	0.3–0.6	Sorbim me efikasitet të lartë, i përdorur në tharje, dekarburizim, desulfurizim të gazrave dhe lëngjeve dhe ndarjen ehidrokarbur aromatik
13X	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Tharja, desulfurizimi dhe pastrimi i gazit të naftës dhe gazit natyror
13X-AS	10	0.55–0.65	23–24	0.3–0.5	Dekarburizimdhe tharje në industrinë e ndarjes së ajrit, ndarja e azotit nga oksigjeni në koncentratorët e oksigjenit
Cu-13X	10	0.50–0.60	23–24	0.3–0.5	Ëmbëlsues(heqja etiolet) ekarburant aviacionidhe korresponduesehidrokarbure të lëngshme

Aftësitë e adsorbimit

3Å

Formula kimike e përafërt: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3 • 2 SiO2 • 9/2 H2O

Raporti silicë-aluminë: SiO2/Al2O3≈2

Prodhimi

Sitat molekulare 3A prodhohen me anë të shkëmbimit të kationeve tëkaliumpërnatriuminë sita molekulare 4A (Shih më poshtë)

Përdorimi

Sitat molekulare 3Å nuk adsorbojnë molekula diametrat e të cilave janë më të mëdhenj se 3 Å. Karakteristikat e këtyre sitave molekulare përfshijnë shpejtësi të lartë adsorbimi, aftësi të shpeshta rigjenerimi, rezistencë të mirë ndaj shtypjes dherezistencë ndaj ndotjesKëto karakteristika mund të përmirësojnë si efikasitetin ashtu edhe jetëgjatësinë e sitës. Sitat molekulare 3Å janë tharësi i nevojshëm në industrinë e naftës dhe atë kimike për rafinimin e naftës, polimerizimin dhe tharjen e thellë kimike të gaztë-lëngjeve.

Sitat molekulare 3Å përdoren për të tharë një gamë materialesh, të tilla sietanol, ajër,ftohësit,gaz natyrordhehidrokarbure të pangopuraKëto të fundit përfshijnë gazin e plasaritjes,acetilen,etilen,propilendhebutadien.

Sita molekulare 3Å përdoret për të hequr ujin nga etanoli, i cili më vonë mund të përdoret drejtpërdrejt si biokarburant ose tërthorazi për të prodhuar produkte të ndryshme si kimikate, ushqime, farmaceutikë dhe më shumë. Meqenëse distilimi normal nuk mund ta largojë të gjithë ujin (një nënprodukt i padëshirueshëm nga prodhimi i etanolit) nga rrjedhat e procesit të etanolit për shkak të formimit të një...azeotropMe një përqendrim prej rreth 95.6 përqind në peshë, sferat e sitës molekulare përdoren për të ndarë etanolin dhe ujin në nivel molekular duke adsorbuar ujin në sfera dhe duke lejuar që etanoli të kalojë lirisht. Pasi sferat të jenë mbushur me ujë, temperatura ose presioni mund të manipulohen, duke lejuar që uji të lirohet nga sferat e sitës molekulare.[15]

Sitat molekulare 3Å ruhen në temperaturë ambienti, me një lagështi relative jo më shumë se 90%. Ato vulosen nën presion të reduktuar, duke u mbajtur larg ujit, acideve dhe alkaleve.

4 Å

Formula kimike: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

Raporti silikon-alumin: 1:1 (SiO2/ Al2O3≈2)

Prodhimi

Prodhimi i sitës 4Å është relativisht i thjeshtë pasi nuk kërkon as presione të larta dhe as temperatura veçanërisht të larta. Zakonisht tretësirat ujore tësilikat natriumidhealuminat natriumikombinohen në 80 °C. Produkti i impregnuar me tretës "aktivizohet" duke "pjekur" në 400 °C. Sitat 4A shërbejnë si pararendës i sitave 3A dhe 5A përmesshkëmbim kationienatriumipërkalium(për 3A) osekalcium(për 5A)

Përdorimi

Tretësit e tharjes

Sitat molekulare 4Å përdoren gjerësisht për të tharë tretësit laboratorikë. Ato mund të thithin ujë dhe molekula të tjera me një diametër kritik më të vogël se 4 Å, siç janë NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 dhe C2H4. Ato përdoren gjerësisht në tharjen, rafinimin dhe pastrimin e lëngjeve dhe gazeve (siç është përgatitja e argonit).

 

Aditivë të agjentëve poliesterë [modifiko]

Këto sita molekulare përdoren për të ndihmuar detergjentët pasi ato mund të prodhojnë ujë të demineralizuar përmeskalciumshkëmbimin e joneve, largojnë dhe parandalojnë depozitimin e papastërtisë. Ato përdoren gjerësisht për të zëvendësuarfosforSita molekulare 4Å luan një rol të madh në zëvendësimin e tripolifosfatit të natriumit si ndihmës i detergjentit me qëllim zbutjen e ndikimit mjedisor të detergjentit. Mund të përdoret gjithashtu si njësapunagjent formues dhe nëpastë dhëmbësh.

Trajtimi i mbetjeve të dëmshme

Sitat molekulare 4Å mund të pastrojnë ujërat e zeza nga speciet kationike si p.sh.amoniakjonet, Pb2+, Cu2+, Zn2+ dhe Cd2+. Për shkak të selektivitetit të lartë për NH4+, ato janë aplikuar me sukses në terren për të luftuareutrofikimdhe efekte të tjera në rrugët ujore për shkak të joneve të tepërta të amonit. Sitat molekulare 4Å janë përdorur gjithashtu për të hequr jonet e metaleve të rënda të pranishme në ujë për shkak të aktiviteteve industriale.

Qëllime të tjera

I/E/Të/Tëindustria metalurgjike: agjent ndarës, ndarje, nxjerrje e kaliumit në ujë të kripur,rubidium,cezium, etj.

Industria petrokimike,katalizator,tharëse, adsorbent

Bujqësia:kondicioner toke

Mjekësia: ngarkoni argjendinzeolitagjent antibakterial.

5 Å

Formula kimike: 0.7CaO•0.30Na2O•Al2O3•2.0SiO2•4.5H2O

Raporti silicë-aluminë: SiO2/Al2O3≈2

Prodhimi

Sitat molekulare 5A prodhohen me anë të shkëmbimit të kationeve tëkalciumpërnatriuminë sita molekulare 4A (Shih më sipër)

Përdorimi

Pesë-ångströmSitat molekulare (5Å) përdoren shpesh nënaftëindustri, veçanërisht për pastrimin e rrjedhave të gazit dhe në laboratorin e kimisë për ndarjenkomponimetdhe materialet fillestare të reaksionit të tharjes. Ato përmbajnë pore të vogla me një madhësi të saktë dhe uniforme, dhe përdoren kryesisht si adsorbent për gazra dhe lëngje.

Sita molekulare me pesë angstrom përdoren për tharje.gaz natyror, së bashku me performancëndesulfurizimdhedekarbonimtë gazit. Ato mund të përdoren gjithashtu për të ndarë përzierjet e oksigjenit, azotit dhe hidrogjenit, dhe n-hidrokarburet e dyllit të naftës nga hidrokarburet e degëzuara dhe policikike.

Sitat molekulare me pesë angstrom ruhen në temperaturë ambienti, me njëlagështia relativemë pak se 90% në fuçi kartoni ose paketim kartoni. Sitat molekulare nuk duhet të ekspozohen drejtpërdrejt ndaj ajrit dhe ujit, acidet dhe alkalet duhet të shmangen.

Morfologjia e sitave molekulare

Sitat molekulare janë të disponueshme në forma dhe madhësi të ndryshme. Por sferat sferike kanë avantazh ndaj formave të tjera pasi ofrojnë rënie më të ulët të presionit, janë rezistente ndaj konsumimit pasi nuk kanë skaje të mprehta dhe kanë forcë të mirë, d.m.th. forca e shtypjes e kërkuar për njësi të sipërfaqes është më e lartë. Disa sita molekulare me sfera ofrojnë kapacitet më të ulët nxehtësie, pra kërkesa më të ulëta për energji gjatë rigjenerimit.

Një tjetër avantazh i përdorimit të sitave molekulare me rruaza është se dendësia në masë është zakonisht më e lartë se dendësia e formave të tjera, kështu që për të njëjtën kërkesë adsorbimi, vëllimi i sitës molekulare të kërkuar është më i vogël. Kështu, gjatë heqjes së pengesave, mund të përdoren sita molekulare me rruaza, të ngarkohet më shumë adsorbent në të njëjtin vëllim dhe të shmangen çdo modifikim i enës.