आण्विक चाळणी ही एक समान आकाराची छिद्रे (खूप लहान छिद्रे) असलेली सामग्री आहे.

आण्विक चाळणी म्हणजे एकसमान आकाराचे छिद्र (खूप लहान छिद्रे) असलेले पदार्थ. या छिद्रांचा व्यास लहान रेणूंसारखा असतो आणि त्यामुळे मोठे रेणू आत जाऊ शकत नाहीत किंवा शोषले जाऊ शकत नाहीत, तर लहान रेणू आत जाऊ शकतात. रेणूंचे मिश्रण चाळणी (किंवा मॅट्रिक्स) म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या सच्छिद्र, अर्ध-घन पदार्थाच्या स्थिर थरातून स्थलांतरित होत असताना, सर्वात जास्त आण्विक वजनाचे घटक (जे आण्विक छिद्रांमध्ये जाऊ शकत नाहीत) प्रथम थरातून बाहेर पडतात आणि त्यानंतर क्रमाने लहान रेणू येतात. काही आण्विक चाळणी आकार-वर्जन क्रोमॅटोग्राफीमध्ये वापरल्या जातात, ही एक पृथक्करण तंत्र आहे जी रेणूंना त्यांच्या आकारानुसार वर्गीकृत करते. इतर आण्विक चाळणी डेसिकेंट म्हणून वापरल्या जातात (काही उदाहरणांमध्ये सक्रिय चारकोल आणि सिलिका जेल समाविष्ट आहे).
आण्विक चाळणीचा छिद्र व्यास ångströms (Å) किंवा नॅनोमीटर (nm) मध्ये मोजला जातो. IUPAC नोटेशननुसार, सूक्ष्म छिद्रयुक्त पदार्थांचे छिद्र व्यास 2 nm (20 Å) पेक्षा कमी असतात आणि मॅक्रोपोरस पदार्थांचे छिद्र व्यास 50 nm (500 Å) पेक्षा जास्त असतात; अशा प्रकारे मेसोपोरस श्रेणी मध्यभागी असते ज्याचा छिद्र व्यास 2 आणि 50 nm (20-500 Å) दरम्यान असतो.
साहित्य
आण्विक चाळणी सूक्ष्म छिद्रयुक्त, मेसोपोरस किंवा मॅक्रोपोरस पदार्थ असू शकतात.
सूक्ष्म छिद्रयुक्त पदार्थ (
● झिओलाइट्स (अ‍ॅल्युमिनोसिलिकेट खनिजे, अॅल्युमिनियम सिलिकेटशी गोंधळून जाऊ नयेत)
● झिओलाइट एलटीए: ३–४ Å
● सच्छिद्र काच: १० Å (१ नॅनोमीटर), आणि त्याहून अधिक
● सक्रिय कार्बन: ०–२० Å (०–२ नॅनोमीटर), आणि त्याहून अधिक
● माती
● मॉन्टमोरिलोनाइटचे मिश्रण
● हॅलोयसाइट (एंडेलाइट): दोन सामान्य प्रकार आढळतात, जेव्हा चिकणमाती हायड्रेटेड असते तेव्हा थरांमध्ये 1 एनएम अंतर असते आणि जेव्हा डिहायड्रेटेड असते (मेटा-हॅलोयसाइट) तेव्हा अंतर 0.7 एनएम असते. हॅलोयसाइट नैसर्गिकरित्या लहान दंडगोलाकारांच्या स्वरूपात आढळते ज्यांचा व्यास सरासरी 30 एनएम असतो आणि त्यांची लांबी 0.5 ते 10 मायक्रोमीटर दरम्यान असते.
मेसोपोरस पदार्थ (२-५० नॅनोमीटर)
सिलिकॉन डायऑक्साइड (सिलिका जेल बनवण्यासाठी वापरला जातो): २४ Å (२.४ एनएम)
मॅक्रोपोरस मटेरियल (>५० एनएम)
मॅक्रोपोरस सिलिका, २००–१००० Å (२०–१०० नॅनोमीटर)
अनुप्रयोग[संपादन]
पेट्रोलियम उद्योगात, विशेषतः वायू प्रवाह सुकविण्यासाठी आण्विक चाळणीचा वापर केला जातो. उदाहरणार्थ, द्रव नैसर्गिक वायू (LNG) उद्योगात, बर्फ किंवा मिथेन क्लॅथ्रेटमुळे होणारे अडथळे टाळण्यासाठी वायूतील पाण्याचे प्रमाण 1 ppmv पेक्षा कमी करणे आवश्यक आहे.
प्रयोगशाळेत, द्रावक सुकविण्यासाठी आण्विक चाळणी वापरली जातात. पारंपारिक सुकवण्याच्या पद्धतींपेक्षा "चाळणी" श्रेष्ठ असल्याचे सिद्ध झाले आहे, ज्यामध्ये अनेकदा आक्रमक डेसिकेंट वापरले जातात.
झिओलाइट्स या संज्ञेअंतर्गत, आण्विक चाळणींचा वापर विविध प्रकारच्या उत्प्रेरक अनुप्रयोगांसाठी केला जातो. ते आयसोमेरायझेशन, अल्किलेशन आणि इपॉक्सिडेशन उत्प्रेरक करतात आणि हायड्रोक्रॅकिंग आणि द्रव उत्प्रेरक क्रॅकिंगसह मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक प्रक्रियांमध्ये वापरले जातात.
श्वसन उपकरणांसाठी हवा पुरवठ्याच्या गाळणीसाठी देखील त्यांचा वापर केला जातो, उदाहरणार्थ स्कूबा डायव्हर्स आणि अग्निशामक वापरतात. अशा अनुप्रयोगांमध्ये, हवा एका एअर कॉम्प्रेसरद्वारे पुरविली जाते आणि कार्ट्रिज फिल्टरमधून जाते जे वापराच्या आधारावर, आण्विक चाळणी आणि/किंवा सक्रिय कार्बनने भरले जाते, शेवटी श्वासोच्छवासाच्या हवा टाक्या चार्ज करण्यासाठी वापरले जाते. अशा गाळणीमुळे श्वसनाच्या हवेच्या पुरवठ्यातून कण आणि कंप्रेसर एक्झॉस्ट उत्पादने काढून टाकता येतात.
एफडीएची मान्यता.
यूएस एफडीएने १ एप्रिल २०१२ पासून २१ सीएफआर १८२.२७२७ अंतर्गत उपभोग्य वस्तूंशी थेट संपर्क साधण्यासाठी सोडियम अ‍ॅल्युमिनोसिलिकेटला मान्यता दिली आहे. या मंजुरीपूर्वी युरोपियन युनियनने औषधांमध्ये आण्विक चाळणी वापरली होती आणि स्वतंत्र चाचणीने असे सुचवले होते की आण्विक चाळणी सर्व सरकारी आवश्यकता पूर्ण करते परंतु उद्योग सरकारी मंजुरीसाठी आवश्यक असलेल्या महागड्या चाचणीसाठी निधी देण्यास तयार नव्हता.
पुनर्जन्म
आण्विक चाळणीच्या पुनर्जन्माच्या पद्धतींमध्ये दाब बदलणे (ऑक्सिजन कॉन्सन्ट्रेटरप्रमाणे), वाहक वायूने ​​गरम करणे आणि शुद्ध करणे (इथेनॉल डिहायड्रेशनमध्ये वापरताना) किंवा उच्च व्हॅक्यूम अंतर्गत गरम करणे समाविष्ट आहे. आण्विक चाळणीच्या प्रकारानुसार पुनर्जन्म तापमान १७५ °C (३५० °F) ते ३१५ °C (६०० °F) पर्यंत असते. याउलट, सिलिका जेल नियमित ओव्हनमध्ये १२० °C (२५० °F) वर दोन तास गरम करून पुनर्जन्म करता येते. तथापि, काही प्रकारचे सिलिका जेल पुरेसे पाण्याच्या संपर्कात आल्यावर "पॉप" होतात. पाण्याशी संपर्क साधताना सिलिका गोल तुटल्यामुळे हे होते.

मॉडेल	छिद्रांचा व्यास (आंगस्ट्रॉम)	मोठ्या प्रमाणात घनता (ग्रॅम/मिली)	शोषलेले पाणी (% दर आठवड्याला)	गळती किंवा घर्षण, प.(% w/w)	वापर
३ए	3	०.६०–०.६८	१९-२०	०.३–०.६	सुकवणेच्यापेट्रोलियम क्रॅकिंगवायू आणि अल्केन्स, H2O चे निवडक शोषणइन्सुलेटेड ग्लास (IG)आणि पॉलीयुरेथेन, कोरडे करणेइथेनॉल इंधनपेट्रोलमध्ये मिसळण्यासाठी.
४ए	4	०.६०–०.६५	२०-२१	०.३–०.६	पाण्याचे शोषणसोडियम अ‍ॅल्युमिनोसिलिकेटजे एफडीएने मंजूर केले आहे (पहाखाली) वैद्यकीय कंटेनरमध्ये आण्विक चाळणी म्हणून वापरले जाते जेणेकरून त्यातील घटक कोरडे राहतील आणिअन्न मिश्रित पदार्थअसणेई-नंबरE-554 (अँटी-केकिंग एजंट); बंद द्रव किंवा वायू प्रणालींमध्ये स्थिर निर्जलीकरणासाठी प्राधान्य दिले जाते, उदा. औषधे, विद्युत घटक आणि नाशवंत रसायनांच्या पॅकेजिंगमध्ये; छपाई आणि प्लास्टिक प्रणालींमध्ये पाणी साफ करणे आणि संतृप्त हायड्रोकार्बन प्रवाह सुकवणे. शोषलेल्या प्रजातींमध्ये SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 आणि C3H6 यांचा समावेश आहे. सामान्यतः ध्रुवीय आणि नॉन-ध्रुवीय माध्यमांमध्ये सार्वत्रिक कोरडे करणारे एजंट मानले जाते;[१२]वेगळे करणेनैसर्गिक वायूआणिअल्केन्स, नायट्रोजन-संवेदनशील नसलेल्या ठिकाणी पाण्याचे शोषणपॉलीयुरेथेन
५ए-डीडब्ल्यू	5	०.४५–०.५०	२१-२२	०.३–०.६	डीग्रीसिंग आणि ओतणे बिंदूचे अवसादविमान वाहतूक रॉकेलआणिडिझेल, आणि अल्केन्स पृथक्करण
५Å लहान ऑक्सिजन-समृद्ध	5	०.४–०.८	≥२३		वैद्यकीय किंवा निरोगी ऑक्सिजन जनरेटरसाठी विशेषतः डिझाइन केलेले[उद्धरण आवश्यक आहे]
५ए	5	०.६०–०.६५	२०-२१	०.३–०.५	हवेचे कोरडेपणा आणि शुद्धीकरण;निर्जलीकरणआणिडिसल्फरायझेशननैसर्गिक वायू आणिद्रवरूप पेट्रोलियम वायू;ऑक्सिजनआणिहायड्रोजनद्वारे उत्पादनदाब स्विंग शोषणप्रक्रिया
१०X	8	०.५०–०.६०	२३–२४	०.३–०.६	उच्च-कार्यक्षम सोर्प्शन, जे वायू आणि द्रवपदार्थांचे सुकवणे, डीकार्ब्युरायझेशन, डिसल्फरायझेशन आणि वेगळे करण्यासाठी वापरले जातेसुगंधी हायड्रोकार्बन
१३X	10	०.५५–०.६५	२३–२४	०.३–०.५	पेट्रोलियम वायू आणि नैसर्गिक वायूचे सुकवणे, गंधकीकरण आणि शुद्धीकरण
१३एक्स-एएस	10	०.५५–०.६५	२३–२४	०.३–०.५	डीकार्ब्युरायझेशनआणि हवा पृथक्करण उद्योगात कोरडेपणा, ऑक्सिजन कॉन्सन्ट्रेटरमध्ये ऑक्सिजनपासून नायट्रोजन वेगळे करणे
क्यू-१३एक्स	10	०.५०–०.६०	२३–२४	०.३–०.५	गोड करणे(काढून टाकणेथायोल्स) चाविमान इंधनआणि संबंधितद्रव हायड्रोकार्बन्स

शोषण क्षमता

३ए

अंदाजे रासायनिक सूत्र: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O

सिलिका-अ‍ॅल्युमिना प्रमाण: SiO2/ Al2O3≈2

उत्पादन

3A आण्विक चाळणी हीपोटॅशियमसाठीसोडियम४A आण्विक चाळणीमध्ये (खाली पहा)

वापर

3Å आण्विक चाळणी 3 Å पेक्षा मोठे व्यास असलेले रेणू शोषून घेत नाहीत. या आण्विक चाळणीच्या वैशिष्ट्यांमध्ये जलद शोषण गती, वारंवार पुनर्जन्म क्षमता, चांगला क्रशिंग प्रतिरोध आणिप्रदूषण प्रतिकार. या वैशिष्ट्यांमुळे चाळणीची कार्यक्षमता आणि आयुष्यमान दोन्ही सुधारू शकतात. 3Å आण्विक चाळणी हे पेट्रोलियम आणि रासायनिक उद्योगांमध्ये तेल शुद्धीकरण, पॉलिमरायझेशन आणि रासायनिक वायू-द्रव खोलीत कोरडे करण्यासाठी आवश्यक असलेले डेसिकेंट आहेत.

3Å आण्विक चाळणी विविध प्रकारचे पदार्थ सुकविण्यासाठी वापरली जातात, जसे कीइथेनॉल, हवा,रेफ्रिजरंट्स,नैसर्गिक वायूआणिअसंतृप्त हायड्रोकार्बन्स. नंतरच्यामध्ये क्रॅकिंग गॅसचा समावेश आहे,अ‍ॅसिटिलीन,इथिलीन,प्रोपीलीनआणिबुटाडीन.

3Å आण्विक चाळणीचा वापर इथेनॉलमधून पाणी काढून टाकण्यासाठी केला जातो, जो नंतर थेट जैव-इंधन म्हणून किंवा अप्रत्यक्षपणे रसायने, अन्न, औषधे आणि बरेच काही यासारख्या विविध उत्पादनांच्या निर्मितीसाठी वापरला जाऊ शकतो. सामान्य ऊर्धपातनामुळे इथेनॉल प्रक्रियेच्या प्रवाहांमधून सर्व पाणी (इथेनॉल उत्पादनातून एक अवांछित उपउत्पादन) काढून टाकता येत नाही कारणअझिओट्रोपवजनाने सुमारे ९५.६ टक्के एकाग्रतेवर, आण्विक चाळणीचे मणी आण्विक पातळीवर इथेनॉल आणि पाणी वेगळे करण्यासाठी वापरले जातात, पाणी मण्यांमध्ये शोषून घेतात आणि इथेनॉल मुक्तपणे जाऊ देतात. एकदा मणी पाण्याने भरले की, तापमान किंवा दाब हाताळता येतो, ज्यामुळे आण्विक चाळणीच्या मण्यांमधून पाणी सोडता येते.[१५]

३Å आण्विक चाळणी खोलीच्या तपमानावर साठवल्या जातात, ज्याची सापेक्ष आर्द्रता ९०% पेक्षा जास्त नसते. त्यांना कमी दाबाने सील केले जाते, पाणी, आम्ल आणि अल्कलींपासून दूर ठेवले जाते.

४ए

रासायनिक सूत्र: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O

सिलिकॉन-अ‍ॅल्युमिनियम गुणोत्तर: १:१ (SiO2/ Al2O3≈2)

उत्पादन

4Å चाळणीचे उत्पादन तुलनेने सोपे आहे कारण त्याला उच्च दाब किंवा विशेषतः उच्च तापमानाची आवश्यकता नसते. सामान्यतः जलीय द्रावणसोडियम सिलिकेटआणिसोडियम अल्युमिनेट80 °C वर एकत्र केले जातात. द्रावक-संतृप्त उत्पादन 400 °C वर "बेकिंग" करून "सक्रिय" होते. 4A चाळणी 3A आणि 5A चाळणीच्या पूर्वसूचक म्हणून काम करतात.कॅशन एक्सचेंजच्यासोडियमसाठीपोटॅशियम(३अ साठी) किंवाकॅल्शियम(५अ साठी)

वापर

वाळवणे सॉल्व्हेंट्स

प्रयोगशाळेतील सॉल्व्हेंट्स सुकविण्यासाठी 4Å आण्विक चाळणींचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जातो. ते पाणी आणि 4 Å पेक्षा कमी गंभीर व्यासाचे इतर रेणू जसे की NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6 आणि C2H4 शोषू शकतात. द्रव आणि वायू (जसे की आर्गॉन तयार करणे) कोरडे करणे, शुद्धीकरण आणि शुद्धीकरण करण्यासाठी त्यांचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जातो.

 

पॉलिस्टर एजंट अ‍ॅडिटीव्हज[संपादित करा]

या आण्विक चाळणींचा वापर डिटर्जंटना मदत करण्यासाठी केला जातो कारण ते अखनिजयुक्त पाणी तयार करू शकतातकॅल्शियमआयन एक्सचेंज, घाण काढून टाकणे आणि जमा होण्यास प्रतिबंध करणे. ते मोठ्या प्रमाणात बदलण्यासाठी वापरले जातातफॉस्फरस. डिटर्जंटचा पर्यावरणीय परिणाम कमी करण्यासाठी सोडियम ट्रायपॉलीफॉस्फेटला डिटर्जंट सहाय्यक म्हणून बदलण्यासाठी 4Å आण्विक चाळणी महत्त्वाची भूमिका बजावते. ते डिटर्जंटचा पर्यावरणीय प्रभाव कमी करण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकते.साबणफॉर्मिंग एजंट आणि मध्येटूथपेस्ट.

हानिकारक कचरा प्रक्रिया

4Å आण्विक चाळणी कॅशनिक प्रजातींचे सांडपाणी शुद्ध करू शकतात जसे कीअमोनियमआयन, Pb2+, Cu2+, Zn2+ आणि Cd2+. NH4+ साठी उच्च निवडकतेमुळे त्यांचा वापर क्षेत्रात यशस्वीरित्या केला गेला आहे.युट्रोफिकेशनआणि जास्त प्रमाणात अमोनियम आयनमुळे जलमार्गांवर होणारे इतर परिणाम. औद्योगिक क्रियाकलापांमुळे पाण्यात असलेले जड धातू आयन काढून टाकण्यासाठी 4Å आण्विक चाळणीचा वापर देखील केला गेला आहे.

इतर उद्देश

दधातू उद्योग: वेगळे करणारे एजंट, वेगळे करणे, ब्राइन पोटॅशियम काढणे,रुबिडियम,सिझियम, इ.

पेट्रोकेमिकल उद्योग,उत्प्रेरक,सुकवणारा, शोषक

शेती:माती कंडिशनर

औषध: चांदी भराझिओलाइटबॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ.

५ए

रासायनिक सूत्र: ०.७CaO•०.३०Na2O•Al2O3•२.०SiO2 •४.५H2O

सिलिका-अ‍ॅल्युमिना प्रमाण: SiO2/ Al2O3≈2

उत्पादन

5A आण्विक चाळणी हीकॅल्शियमसाठीसोडियम४A आण्विक चाळणीमध्ये (वर पहा)

वापर

पाच-आंगस्ट्रॉम(5Å) आण्विक चाळणी बहुतेकदा वापरली जातातपेट्रोलियमउद्योग, विशेषतः वायू प्रवाहांच्या शुद्धीकरणासाठी आणि वेगळे करण्यासाठी रसायनशास्त्र प्रयोगशाळेतसंयुगेआणि सुकवण्याची प्रतिक्रिया देणारे साहित्य. त्यामध्ये अचूक आणि एकसमान आकाराचे लहान छिद्र असतात आणि ते प्रामुख्याने वायू आणि द्रवपदार्थांसाठी शोषक म्हणून वापरले जातात.

पाच-अँगस्ट्रॉम आण्विक चाळणी सुकविण्यासाठी वापरल्या जातातनैसर्गिक वायू, सादरीकरणासोबतचडिसल्फरायझेशनआणिकार्बनीकरण कमी करणेवायूचे. त्यांचा वापर ऑक्सिजन, नायट्रोजन आणि हायड्रोजन आणि तेल-मेण एन-हायड्रोकार्बनचे मिश्रण ब्रँचेड आणि पॉलीसायक्लिक हायड्रोकार्बनपासून वेगळे करण्यासाठी देखील केला जाऊ शकतो.

पाच-अँगस्ट्रॉम आण्विक चाळणी खोलीच्या तपमानावर साठवल्या जातात, ज्यामध्येसापेक्ष आर्द्रताकार्डबोर्ड बॅरल्स किंवा कार्टन पॅकेजिंगमध्ये ९०% पेक्षा कमी. आण्विक चाळणी थेट हवेच्या संपर्कात येऊ नयेत आणि पाणी, आम्ल आणि अल्कली टाळाव्यात.

आण्विक चाळणींचे आकारशास्त्र

आण्विक चाळणी विविध आकार आणि आकारात उपलब्ध आहेत. परंतु गोलाकार मण्यांना इतर आकारांपेक्षा फायदा आहे कारण ते कमी दाब कमी करतात, त्यांना कोणत्याही तीक्ष्ण कडा नसल्यामुळे ते गळती प्रतिरोधक असतात आणि त्यांची ताकद चांगली असते, म्हणजेच प्रति युनिट क्षेत्रफळ आवश्यक असलेले क्रश फोर्स जास्त असते. काही मण्यांच्या आण्विक चाळणी कमी उष्णता क्षमता देतात ज्यामुळे पुनर्जन्मादरम्यान उर्जेची आवश्यकता कमी होते.

मणीदार आण्विक चाळणी वापरण्याचा दुसरा फायदा म्हणजे बल्क घनता सामान्यतः इतर आकारांपेक्षा जास्त असते, त्यामुळे समान शोषण आवश्यकतेसाठी आण्विक चाळणीचे प्रमाण कमी असते. अशा प्रकारे अडथळा दूर करताना, मणीदार आण्विक चाळणी वापरू शकतो, त्याच आकारमानात अधिक शोषक लोड करू शकतो आणि कोणत्याही भांड्यात बदल टाळू शकतो.