ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ 1.6~2.5 มม. 3a 4a 5a โครงสร้าง เคมี และการใช้งาน
ประสิทธิภาพการดูดซับ
การดูดซับของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ สาเหตุหลักของการดูดซับคือ "แรงที่พื้นผิว" ที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของโมเลกุลที่กระทำต่อพื้นผิวที่เป็นของแข็ง เมื่อของเหลวไหลผ่าน โมเลกุลบางตัวในของไหลชนกับพื้นผิวของตัวดูดซับเนื่องจากการเคลื่อนที่ที่ผิดปกติ ทำให้เกิดความเข้มข้นของโมเลกุลบนพื้นผิว ลดจำนวนโมเลกุลดังกล่าวในของเหลวเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการแยกและการกำจัด เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในการดูดซับ ตราบใดที่เราพยายามขับโมเลกุลที่เข้มข้นบนพื้นผิวออกไป ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์จะมีความสามารถในการดูดซับอีกครั้ง กระบวนการนี้เป็นกระบวนการย้อนกลับของการดูดซับที่เรียกว่าการวิเคราะห์หรือการสร้างใหม่ เนื่องจากตะแกรงโมเลกุลของซีโอไลต์มีขนาดรูพรุนเท่ากัน เฉพาะเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของไดนามิกของโมเลกุลมีขนาดเล็กกว่าตะแกรงโมเลกุลของซีโอไลต์เท่านั้นจึงจะเข้าสู่โพรงคริสตัลและดูดซับได้ง่าย ดังนั้นตะแกรงโมเลกุลของซีโอไลต์จึงเปรียบเสมือนตะแกรงสำหรับโมเลกุลของก๊าซและของเหลว และจะถูกกำหนดว่าจะดูดซับหรือไม่ตามขนาดของโมเลกุล . เนื่องจากตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์มีขั้วที่แข็งแรงในช่องผลึก จึงสามารถมีผลอย่างมากต่อพื้นผิวของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ที่มีโมเลกุลที่มีกลุ่มขั้ว หรือโดยการกระตุ้นโพลาไรเซชันของโมเลกุลแบบโพลาไรซ์เพื่อผลิตการดูดซับที่แรง โมเลกุลแบบมีขั้วหรือแบบโพลาไรซ์ชนิดนี้ง่ายต่อการดูดซับด้วยตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์แบบมีขั้ว ซึ่งสะท้อนถึงความสามารถในการเลือกดูดซับแบบอื่นของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์
ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนไอออน
โดยทั่วไป การแลกเปลี่ยนไอออนหมายถึงการแลกเปลี่ยนไอออนบวกชดเชยนอกกรอบของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ ไอออนชดเชยที่อยู่นอกกรอบของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์โดยทั่วไปคือโปรตอนและโลหะอัลคาไลหรือโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท ซึ่งแลกเปลี่ยนไอออนได้ง่ายเป็นตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ชนิดไอออนของโลหะวาเลนซ์ชนิดต่างๆ ในสารละลายที่เป็นน้ำของเกลือของโลหะ ไอออนจะย้ายได้ง่ายขึ้นภายใต้เงื่อนไขบางประการ เช่น สารละลายในน้ำหรืออุณหภูมิที่สูงขึ้น
ในสารละลายที่เป็นน้ำ เนื่องจากการเลือกไอออนที่แตกต่างกันของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ จึงสามารถแสดงคุณสมบัติการแลกเปลี่ยนไอออนที่แตกต่างกันได้ ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนไฮโดรเทอร์มอลระหว่างไอออนบวกของโลหะกับตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์เป็นกระบวนการแพร่แบบอิสระ อัตราการแพร่กระจายจำกัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน
ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา
ตะแกรงโมเลกุลของซีโอไลต์มีโครงสร้างผลึกที่สม่ำเสมอซึ่งแต่ละอันมีโครงสร้างรูพรุนที่มีขนาดและรูปร่างที่แน่นอน และมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ตะแกรงโมเลกุลของซีโอไลต์ส่วนใหญ่มีศูนย์กลางของกรดแก่บนพื้นผิว และมีสนามคูลอมบ์ที่แข็งแกร่งในรูพรุนคริสตัลสำหรับโพลาไรซ์ ลักษณะเหล่านี้ทำให้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยอดเยี่ยม ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันจะดำเนินการกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็งและกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยานั้นสัมพันธ์กับขนาดของรูพรุนของผลึกของตัวเร่งปฏิกิริยา เมื่อใช้ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยา ความคืบหน้าของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาจะถูกควบคุมโดยขนาดรูพรุนของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ ขนาดและรูปร่างของรูพรุนคริสตัลและรูพรุนสามารถมีบทบาทเฉพาะในปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา ภายใต้สภาวะปฏิกิริยาทั่วไป ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์มีบทบาทสำคัญในทิศทางของปฏิกิริยาและแสดงประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาแบบเลือกรูปร่าง ประสิทธิภาพนี้ทำให้ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์เป็นวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ที่มีความมีชีวิตชีวาสูง
