Sameindasigti er efni með svigrúm (mjög lítil göt) af jafnri stærð. Þessi svigrúm eru svipuð að stærð og smárra sameinda og því geta stórar sameindir ekki komist inn í eða aðsogast, en smærri sameindir geta það. Þegar blanda af sameindum ferðast um kyrrstætt lag af svigrúmu, hálfföstu efni sem kallast sigti (eða fylki), fara efnisþættirnir með hæsta mólþyngdina (sem geta ekki komist inn í sameindasvigrúmin) fyrst úr laginu, og síðan smám saman smærri sameindir. Sum sameindasigti eru notuð í stærðarútilokunarskiljun, aðskilnaðartækni sem flokkar sameindir eftir stærð þeirra. Önnur sameindasigti eru notuð sem þurrkefni (dæmi eru virk kol og kísilgel).
Þvermál poru í sameindasigti er mælt í ångström (Å) eða nanómetrum (nm). Samkvæmt IUPAC-ritgerðinni hafa örporós efni poruþvermál minna en 2 nm (20 Å) og stórporós efni hafa poruþvermál meira en 50 nm (500 Å); flokkur mesóporósa efnis er því í miðjunni með poruþvermál á milli 2 og 50 nm (20–500 Å).
Efni
Sameindasigti geta verið örholótt, mesóholótt eða stórholótt efni.
Örporós efni (
● Zeólítar (álsílíkat steinefni, ekki að rugla saman við álsílíkat)
● Zeólít LTA: 3–4 Å
●Gegndræpt gler: 10 Å (1 nm) og meira
●Virkt kolefni: 0–20 Å (0–2 nm) og upp úr
●Leir
●Montmorillonít blandar
● Hallósít (endellit): Tvær algengar gerðir finnast, þegar leirinn er vættur sýnir hann 1 nm bil á milli laganna og þegar hann er þurrkaður (meta-hallósít) er bilið 0,7 nm. Hallósít kemur náttúrulega fyrir sem litlir sívalningar sem eru að meðaltali 30 nm í þvermál og á bilinu 0,5 til 10 míkrómetrar að lengd.
Mesóporós efni (2–50 nm)
Kísildíoxíð (notað til að búa til kísilgel): 24 Å (2,4 nm)
Makróporóst efni (>50 nm)
Makróporós kísil, 200–1000 Å (20–100 nm)
Umsóknir[breyta]
Sameindasigti eru oft notuð í olíuiðnaðinum, sérstaklega til að þurrka gasstrauma. Til dæmis, í fljótandi jarðgasi (LNG) þarf að minnka vatnsinnihald gassins niður í 1 ppmv til að koma í veg fyrir stíflur af völdum íss eða metanklatrats.
Í rannsóknarstofum eru sameindasigti notuð til að þurrka leysiefni. „Sigti“ hafa reynst betri en hefðbundnar þurrkunaraðferðir, sem nota oft öflug þurrkefni.
Undir hugtakinu zeólítar eru sameindasigti notuð í fjölbreyttum hvataaðgerðum. Þau hvata ísómeringu, alkýleringu og epoxíðeringu og eru notuð í stórum iðnaðarferlum, þar á meðal vetnissprungu og vökvahvatasprungu.
Þau eru einnig notuð við síun lofts í öndunartækjum, til dæmis þeim sem kafarar og slökkviliðsmenn nota. Í slíkum tilfellum er lofti veitt með loftþjöppu og leitt í gegnum síu sem, eftir því hvaða notkun er notuð, er fyllt með sameindasigti og/eða virku kolefni og að lokum notað til að fylla öndunarlofttanka. Slík síun getur fjarlægt agnir og útblástursefni þjöppunnar úr öndunarloftinu.
Samþykki FDA.
Bandaríska matvæla- og lyfjaeftirlitið Bandaríkjanna (FDA) hefur frá og með 1. apríl 2012 samþykkt natríumálúmínósílikat til beinnar snertingar við neysluvörur samkvæmt 21 CFR 182.2727. Áður en þetta samþykki var veitt hafði Evrópusambandið notað sameindasigti með lyfjum og óháðar prófanir bentu til þess að sameindasigti uppfylltu allar kröfur stjórnvalda en iðnaðurinn hafði ekki verið tilbúinn að fjármagna dýrar prófanir sem krafist er til að fá samþykki stjórnvalda.
Endurnýjun
Aðferðir til endurnýjunar sameindasigta fela í sér þrýstingsbreytingar (eins og í súrefnisþéttitækjum), upphitun og hreinsun með burðargasi (eins og þegar það er notað við etanólþurrkun) eða upphitun undir miklu lofttæmi. Endurnýjunarhitastig er á bilinu 175°C (350°F) til 315°C (600°F) eftir gerð sameindasigtis. Aftur á móti er hægt að endurnýja kísilgel með því að hita það í venjulegum ofni í 120°C (250°F) í tvær klukkustundir. Hins vegar munu sumar gerðir af kísilgeli „springa“ þegar það kemst í snertingu við vatn. Þetta stafar af því að kísilkúlurnar brotna þegar þær komast í snertingu við vatnið.
| Fyrirmynd | Þvermál poru (Ångström) | Þéttleiki (g/ml) | Aðsogað vatn (% þyngd/þyngd) | Slit eða núningur, W(% þ./þ.) | Notkun |
| 3Å | 3 | 0,60–0,68 | 19–20 | 0,3–0,6 | Þurrkunafsprungur í jarðolíugas og alkenar, sértæk aðsog H2O íeinangrað gler (IG)og pólýúretan, þurrkun áetanól eldsneytitil blöndunar við bensín. |
| 4Å | 4 | 0,60–0,65 | 20–21 | 0,3–0,6 | Aðsog vatns ínatríum álúmínósílikatsem er samþykkt af FDA (sjáfyrir neðan) notað sem sameindasigti í lækningaílátum til að halda innihaldinu þurru og einsaukefni í matvælumað hafaE-númerE-554 (kekkjunarvarnarefni); Æskilegt fyrir stöðuþurrkun í lokuðum vökva- eða gaskerfum, t.d. í umbúðum lyfja, rafmagnsíhluta og skemmanlegs efnis; vatnshreinsun í prent- og plastkerfum og þurrkun mettaðra kolvetnisstrauma. Aðsoguð efni eru meðal annars SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 og C3H6. Almennt talið alhliða þurrkunarefni í pól- og ópólmiðlum;[12]aðskilnaðurjarðgasogalkenar, aðsog vatns í svæðum sem eru ekki köfnunarefnisnæmpólýúretan |
| 5Å-DW | 5 | 0,45–0,50 | 21–22 | 0,3–0,6 | Fituhreinsun og lækkað hellupunktflug steinolíuogdíselog aðskilnaður alkena |
| 5 Å lítil súrefnisauðguð | 5 | 0,4–0,8 | ≥23 | Sérstaklega hannað fyrir súrefnisframleiðendur í læknisfræðilegum eða heilbrigðum tilgangi [tilvitnun nauðsynleg] | |
| 5 Å | 5 | 0,60–0,65 | 20–21 | 0,3–0,5 | Þurrkun og hreinsun lofts;ofþornunogbrennisteinshreinsunaf jarðgasi ogfljótandi jarðolíugas;súrefniogvetniframleiðsla eftirþrýstingssveifluaðsogferli |
| 10 sinnum | 8 | 0,50–0,60 | 23.–24. | 0,3–0,6 | Mjög skilvirk sorption, notuð við þurrkun, afkolefnishreinsun, brennisteinshreinsun gass og vökva og aðskilnað áarómatískt kolvetni |
| 13X | 10 | 0,55–0,65 | 23.–24. | 0,3–0,5 | Þurrkun, brennisteinshreinsun og hreinsun jarðolíu- og jarðgass |
| 13X-AS | 10 | 0,55–0,65 | 23.–24. | 0,3–0,5 | Afkolefnishreinsunog þurrkun í loftskiljunariðnaði, aðskilnaður köfnunarefnis frá súrefni í súrefnisþéttibúnaði |
| Cu-13X | 10 | 0,50–0,60 | 23.–24. | 0,3–0,5 | Sætun(fjarlæging áþíól) afflugeldsneytiog samsvarandifljótandi kolvetni |
Aðsogsgeta
3Å
Áætluð efnaformúla: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3 • 2 SiO2 • 9/2 H2O
Kísil-áloxíðhlutfall: SiO2/Al2O3≈2
Framleiðsla
3A sameindasigti eru framleidd með katjónaskiptingu ákalíumfyrirnatríumí 4A sameindasigtum (sjá hér að neðan)
Notkun
3 Å sameindasigti aðsogast ekki sameindir sem eru stærri en 3 Å í þvermál. Einkenni þessara sameindasigta eru meðal annars hraður aðsogshraði, tíð endurnýjunarhæfni, góð mulningsþol ogmengunarþolÞessir eiginleikar geta bætt bæði skilvirkni og líftíma sigtisins. 3 Å sameindasigti eru nauðsynleg þurrkefni í olíu- og efnaiðnaði til olíuhreinsunar, fjölliðunar og djúpþurrkunar á efnafræðilegum gas-vökva.
3Å sameindasigti eru notuð til að þurrka fjölbreytt efni, svo semetanól, loft,kæliefni,jarðgasogómettuð kolvetniHið síðarnefnda felur í sér sprungugas,asetýlen,etýlen,própýlenogbútadíen.
3 Å sameindasigti er notað til að fjarlægja vatn úr etanóli, sem síðar er hægt að nota beint sem lífeldsneyti eða óbeint til að framleiða ýmsar vörur eins og efni, matvæli, lyf og fleira. Þar sem venjuleg eiming getur ekki fjarlægt allt vatnið (óæskilegt aukaafurð við etanólframleiðslu) úr etanólframleiðslustraumum vegna myndunar ...aseótrópVið um 95,6 prósent styrk miðað við þyngd eru sameindasigtiperlur notaðar til að aðskilja etanól og vatn á sameindastigi með því að aðsoga vatnið inn í perlurnar og leyfa etanólinu að flæða frjálslega. Þegar perlurnar eru fullar af vatni er hægt að stjórna hitastigi eða þrýstingi, sem gerir vatninu kleift að losna úr sameindasigtiperlunum.[15]
3 Å sameindasigti eru geymd við stofuhita, þar sem rakastigið er ekki meira en 90%. Þau eru innsigluð undir lækkaðri þrýstingi og geymd fjarri vatni, sýrum og basum.
4Å
Efnaformúla: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O
Kísill-álhlutfall: 1:1 (SiO2/Al2O3≈2)
Framleiðsla
Framleiðsla á 4Å sigti er tiltölulega einföld þar sem hún krefst hvorki mikils þrýstings né sérstaklega hás hitastigs. Venjulega vatnslausnir afnatríumsílíkatognatríumalúmínateru sameinuð við 80°C. Leysiefnisríka varan er „virkjuð“ með „bakstri“ við 400°C. 4A sigti þjóna sem undanfari 3A og 5A sigta í gegnumkatjónaskiptiafnatríumfyrirkalíum(fyrir 3A) eðakalsíum(fyrir 5A)
Notkun
Þurrkunarleysiefni
4 Å sameindasigti eru mikið notuð til að þurrka leysiefni í rannsóknarstofum. Þau geta tekið í sig vatn og aðrar sameindir með gagnrýnið þvermál minna en 4 Å eins og NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 og C2H4. Þau eru mikið notuð við þurrkun, hreinsun og hreinsun vökva og lofttegunda (eins og við framleiðslu argons).
Aukefni í pólýesterefni [breyta]
Þessi sameindasigti eru notuð til að aðstoða við þvottaefni þar sem þau geta framleitt afsteinað vatn í gegnumkalsíumjónaskipti, fjarlægja og koma í veg fyrir útfellingu óhreininda. Þau eru mikið notuð til að skipta útfosfór4Å sameindasigtið gegnir mikilvægu hlutverki í að koma í stað natríumtrípólýfosfats sem hjálparefni í þvottaefni til að draga úr umhverfisáhrifum þvottaefnisins. Það er einnig hægt að nota sem ...sápamyndunarefni og ítannkrem.
Meðhöndlun skaðlegs úrgangs
4Å sameindasigti geta hreinsað skólp af katjónískum efnum eins ogammoníumjónir, Pb2+, Cu2+, Zn2+ og Cd2+. Vegna mikillar sértækni fyrir NH4+ hafa þær verið notaðar með góðum árangri á vettvangi til að berjast gegnofauðgunog önnur áhrif á vatnaleiðir vegna of mikils ammoníumjóna. 4Å sameindasigti hafa einnig verið notuð til að fjarlægja þungmálmjónir sem eru til staðar í vatni vegna iðnaðarstarfsemi.
Önnur tilgangur
Hinnmálmiðnaðuraðskilnaðarefni, aðskilnaður, útdráttur á kalíumsaltpækli,rúbídíum,sesíumo.s.frv.
Jarðefnaiðnaður,hvati,þurrkefni, gleypandi efni
Landbúnaður:jarðvegsbætiefni
Lyf: hlaða silfrizeólítbakteríudrepandi efni.
5 Å
Efnaformúla: 0,7CaO•0,30Na2O•Al2O3•2,0SiO2 •4,5H2O
Kísil-áloxíðhlutfall: SiO2/Al2O3≈2
Framleiðsla
5A sameindasigti eru framleidd með katjónaskiptingu ákalsíumfyrirnatríumí 4A sameindasigtum (sjá að ofan)
Notkun
Fimm-ångström(5Å) sameindasigti eru oft notuð íjarðolíaiðnaði, sérstaklega til að hreinsa gasstrauma og í efnafræðirannsóknarstofum til aðskilnaðarefnasamböndog þurrkunarefni fyrir upphafsefni viðbrögða. Þau innihalda örsmá svigrúm af nákvæmri og jafnri stærð og eru aðallega notuð sem aðsogsefni fyrir lofttegundir og vökva.
Fimm ångström sameindasigti eru notuð til að þurrkajarðgas, ásamt því að framkvæmabrennisteinshreinsunogkolefnislosungassins. Þau geta einnig verið notuð til að aðskilja blöndur af súrefni, köfnunarefni og vetni, og olíu-vax n-vetniskolefnum frá greinóttum og fjölhringlaga kolvetnum.
Fimm ångström sameindasigti eru geymd við stofuhita, meðrakastigminna en 90% í pappatunnum eða öskjuumbúðum. Sameindasigtin ættu ekki að vera í beinu sambandi við loft og vatn, forðast skal sýrur og basa.
Formgerð sameindasigta
Sameindasigti eru fáanleg í ýmsum stærðum og gerðum. En kúlulaga perlur hafa yfirburði fram yfir aðrar gerðir þar sem þær bjóða upp á lægra þrýstingsfall, eru slitþolnar þar sem þær hafa engar skarpar brúnir og hafa góðan styrk, þ.e. þrýstingurinn sem þarf á hverja flatarmálseiningu er meiri. Sumar perlulaga sameindasigti bjóða upp á lægri varmarýmd og því minni orkuþörf við endurnýjun.
Hinn kosturinn við að nota perlulaga sameindasigti er að það hefur yfirleitt meiri þéttleika en í öðrum gerðum, þannig að fyrir sömu aðsogsþörf er rúmmál sameindasigtisins minna. Þannig að þegar flöskuhálsar eru fjarlægðir er hægt að nota perlulaga sameindasigti, bæta við meira aðsogsefni í sama rúmmáli og forðast breytingar á ílátum.
Birtingartími: 18. júlí 2023
