זאוליטים של מסננת מולקולרית ואלומינה מופעלת הם שניהם חומרים נקבוביים מאוד המשמשים לספיחה וקטליזה, אך הם נבדלים זה מזה בהרכב, במבנה וביישומים. להלן פירוט של הבדלי המפתח שלהם:
1. קומפוזיציה ומבנה
זאוליט מסננת מולקולרית:
- עשוי מאלומינוסיליקטים גבישיים (Sio₄ ו- Alo₄ Tetrahedra) עם מבנה נקבוביות אחיד.
- יש באר - מסגרת תלת -ממדית מוגדרת עם גדלי נקבוביות מדויקים (למשל, 3å, 4Å, 5å, 10å).
- Cation - מאפייני החלפה (Na⁺, k⁺, ca²⁺ וכו ') משפיעים על התנהגות הספיחה.
אלומינה מופעלת:
- מורכב מתחמוצת אלומיניום אמורפית או גבישית חלקית (Al₂O₃).
- יש חלוקת גודל נקבובית רחבה יותר, פחות אחידה (בדרך כלל מזופורוס, 2-5 ננומטר).
- קבוצות הידרוקסיל פני השטח מספקות אתרי ספיחה.
2. תכונות ספיחה
זאוליטים:
- מאוד סלקטיבי בגלל מיקרופוריות אחידות (אידיאלי למולקולות קטנות כמו H₂o, Co₂, N₂).
- זיקה חזקה למולקולות קוטביות (למשל, מים, אמוניה).
- משמש להפרדת גז (למשל, ייבוש גז טבעי, העשרת חמצן).
אלומינה מופעלת:
- פחות סלקטיבי אך יש שטח פנים גבוה (200–400 מ"ר/גרם).
- מעדיף תרכובות קוטביות (מים, פלואוריד, חומצות) אך גם סופג מולקולות גדולות יותר.
- משמש לעתים קרובות להסרת מים (ייבוש אוויר דחוס) והסרת פלואוריד בטיפול במים.
3. יציבות תרמית וכימית
זאוליטים:
- יציב עד ~ 700 מעלות (סוגים מסוימים גבוהים יותר).
- עמיד בפני ממסים אורגניים אך יכול להשפיל בחומצות/בסיסים חזקים.
אלומינה מופעלת:
- יציב עד ~ 500–600 מעלות.
- עמיד יותר לקיצוניות pH (המשמש בתנאים חומציים/אלקליין).
4. יישומים
מסננים מולקולריים זאוליטיים:
- ייבוש גז (למשל, גז טבעי, אוויר, מקררים).
- הסרת CO₂, הפרדת פחמימנים (למשל, בזיקוק נפט).
- קטליזה (למשל, פיצוח, איזומריזציה בפטרוכימיה).
אלומינה מופעלת:
- ייבוש אוויר דחוס וגז.
- טיפול במים (פלואוריד, הסרת ארסן).
- תמיכה בזרז (למשל, בתהליך CLAUS להחלמת גופרית).
5. התחדשות
ניתן לחדש את שניהם על ידי חימום (~ 200–350 מעלות לזאוליטים, ~ 150–300 מעלות לאלומינה).
זאוליטים עשויים לדרוש טמפרטורות גבוהות יותר לצורך התייבשות עמוקה.
טבלת סיכום
| נֶכֶס | זאוליט מסננת מולקולרית | אלומינה מופעלת |
|---|---|---|
| הֶרכֵּב | אלומינוסיליקט גבישי | Al₂o₃ אמורפי |
| גודל הנקבוביות | מיקרופוריות אחידות (3–10 Å) | Mesopores רחב יותר (2-5 ננומטר) |
| בַּררָנוּת | גבוה (גודל וקוטביות - מבוסס) | בינוני (קוטביות - מבוסס) |
| שימושים עיקריים | ייבוש גז, הפרדה, קטליזה | טיפול במים, ייבוש גז, תמיכה בזרז |
| יציבות תרמית | עד ~ 700 מעלות | עד ~ 600 מעלות |
מפתח טייק
לְהִשְׁתַמֵשׁזאוליטיםלדייק, גודל - ספיחה סלקטיבית (למשל, הסרת מים מגזים).
לְהִשְׁתַמֵשׁאלומינה מופעלתלצרכי ספיחה רחבים יותר, במיוחד בטיפול במים או בתנאים חומציים.
