غربال های مولکولی: غربال های جادویی فناوری جداسازی هوا

غربال های مولکولی دقیقا چیست؟
غربال‌های مولکولی مانند غربال‌های هوشمند در دنیای میکروسکوپی عمل می‌کنند که عمدتاً از کریستال‌های آلومینوسیلیکات تشکیل شده‌اند. این مواد متخلخل مملو از کانال‌های یکنواخت و در مقیاس نانو هستند-با قطر منافذ فقط از 0.3 تا 1 نانومتر (تقریباً یک{4}}صد- ضخامت یک تار موی انسان). با تنظیم نسبت سیلیکون به-آلومینیوم، اندازه منافذ را می‌توان سفارشی کرد، دقیقاً مانند جابجایی در مش با دهانه‌های مختلف. غربال های مولکولی معمولی 13X حاوی یون های سدیم هستند، در حالی که انواع 5A غنی از یون های کلسیم هستند. این یون های فلزی مانند دروازه بان عمل می کنند و به دسته بندی مولکول های گاز بر اساس اندازه کمک می کنند.

چگونه غربال های مولکولی بر جداسازی گاز مسلط می شوند؟
مرتب‌سازی براساس اندازه: با قطرهای 0.346 نانومتر برای اکسیژن و 0.364 نانومتر برای نیتروژن، یک غربال مولکولی با منافذ 0.4 نانومتری اجازه می‌دهد تا اکسیژن ترجیحاً از آن عبور کند.

رقابت جذب: نیتروژن راحت‌تر از اکسیژن در کانال‌های غربال جذب می‌شود-بیشتر مانند آهنربایی که براده‌های آهن را جذب می‌کند{1}}که جداسازی گاز را ممکن می‌سازد.

کنترل فشار: غربال‌های مولکولی به شدت گاز را تحت فشار بالا جذب می‌کنند و در صورت کاهش فشار به آسانی آن را آزاد می‌کنند. این ویژگی به آنها اجازه می دهد تا ده ها هزار بار استفاده مجدد شوند.

کاربردهای همه کاره در فناوری جداسازی هوا
غربال های مولکولی نقش اساسی در گیاهان جداسازی هوا دارند:

قبل از{0}}درمان: آنها ابتدا رطوبت و دی اکسید کربن را از هوا جذب می کنند و به طور موثر هوا را تمیز می کنند.

تولید اکسیژن: آنها نیتروژن را در منافذ خود به دام می اندازند در حالی که اجازه می دهند اکسیژن برای جمع آوری عبور کند و به سطوح خلوص تا 95٪ برسد.

استخراج گاز نادر: آنها همچنین می توانند گازهای کمیاب مانند آرگون را با دقت قابل مقایسه با کروماتوگرافی های موجود در آزمایشگاه های شیمیایی جدا کنند.