由此構成的蛋白多糖聚合體曲折盤繞,形成多微孔的篩狀結構,稱為 分子篩。分子篩只允許小于其微 分子篩孔的物質通過,對大于其微孔的大分子物質、細菌等則具有屏障作用。使基質成為限制細菌等有害物質擴散的防御屏障。溶血性鏈球菌和癌細胞等能產生透明質酸酶,分解蛋白多糖,破壞基質結構,得以擴散。蛋白多糖聚合體上還結合著許多親水基團,能結合大量水分子,形成細胞外“儲水庫”。
分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結構,它的孔穴直徑大小均勻,這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內部,并對極性分子和不飽和分子具有吸附能力,因而能把極性程度不同,飽和程度不同,分子大小不同及沸點不同的分子分離開來,即具有“篩分”分子的作用,故稱分子篩。由于分子篩具有吸附能力高,熱穩(wěn)定性強等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點,使得分子篩獲得廣泛的應用。 在生物大分子領域,常見的有bio-rad SEC分子篩預裝柱。 美國科學家發(fā)現(xiàn),通過調整溫度,能夠地控制一種鈦硅酸鹽材料中的孔洞大小,制造出精密的新型分子篩。 一些晶體材料內部有著大量均勻的微孔,尺寸比孔洞小的分子能夠穿過,而大分子不能穿過,因此可以起到分離不同分子的作用,這類材料被稱為分子篩。
其實在2001年科學家在英國《自然》雜志上報告說,他們發(fā)現(xiàn)一種稱為鈦硅酸鹽ETS-4的物質能夠作為良好的分子篩。當溫度升高時,ETS-4會逐漸脫水,微孔的尺寸隨之減小。利用這種方法,可以在3到4埃(1埃等于十億分之一米)的范圍內精細地調整微孔尺寸。 科學家說,一些常見分子如氮氣、甲烷、氧氣、氬氣和水分子等尺寸都在3至4埃左右,彼此大小相差無幾,用ETS-4制作的分子篩可以有效地將它們分開。 研究人員已經嘗試用ETS-4從氮氣和甲烷混合物中將氮氣的含量由18%降到5%以下,并在分離氬氣與氧氣、氮氣與氧氣的實驗中也取得了成功。據(jù)認為這一技術將有重要的商業(yè)應用前景。
離子交換法 通常在水溶液中將Na-分子篩轉變?yōu)楹兴桕栯x子的分子篩,通式如下: 式中 Z-表示陰離子骨架,Me+表示需交換的陽離子,例如NH嬃、Ca2+、Mg2+、Zn2+等,原料通常為 中空玻璃分子篩氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽。溶液中不同性質的陽離子交換到分子篩上的難易程度不同,稱為分子篩對陽離子的選擇順序,例如:13X型分子篩的選擇順序為Ag+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、NH嬃、K+、Au2+、Na+、Mg2+、Li+。常用下列參數(shù)表示交換結果:交換度,即交換下來的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分數(shù);交換容量,為每100克分子篩中交換的陽離子毫克當量數(shù);交換效率,表示溶液中陽離子交換到分子篩上的質量百分數(shù)。為了制取合適的分子篩催化劑,有時尚需將交換所得產物與其他組分調配,這些組分可能是其他催化活性組分、助催化劑、稀釋劑或粘合劑等,調配好的物料經成型即可進行催化劑的活化。
分子篩是一種具有規(guī)則、有序、均勻孔道結構的無機非金屬材料。其晶體結構中有規(guī)整而均勻的孔道,孔徑大小為分子數(shù)量級,允許直徑比孔徑小的分子進入,因此能將混合物中的分子按照直徑大小加以篩分,故稱分子篩,具有吸附、催化、離子交換三大功能。由于分子篩具有吸附能力高、熱穩(wěn)定性好等特點,使得分子篩得到廣泛應用。
在醫(yī)療保健制氧方面:隨著分子篩吸附性能的提升,制氧設備開始朝小型化方向發(fā)展。分子篩變壓吸附制氧法因占地面積小,制氧,開始在醫(yī)院供氧系統(tǒng)得到應用,未來將向中小醫(yī)院進一步普及。分子篩式制氧機因制氧濃度高、使用方便、攜帶安全等特點開始成為家用制氧機的重要品種。未來,隨著人民日益關注身體健康,分子篩制氧機作為醫(yī)療保健用氧的關鍵設備將廣泛應用于高原和家用制氧人群。
在制氫方面:近年來,制氫分子篩除用于氫氣提純外,還在尾氣回收上得到應用,幫助設備使用單位實現(xiàn)節(jié)能減排目標。在發(fā)行人的JLPH5分子篩應用于中國石化青島石油化工有限公司7萬噸/年聚丙烯裝置前,該裝置產生的聚丙烯尾氣直接燃燒排放,造成了每年數(shù)百噸丙烯的浪費,且污染了大氣環(huán)境。
在環(huán)境修復方面:近年來,部分科研機構開始嘗試運用分子篩對鹽堿地進行修復改良,取得了良好的修復效果。未來,利用分子篩治理鹽堿地的方法將會在更大范圍實驗推廣。
在特種分子篩方面:近年來,行業(yè)內企業(yè)正在開發(fā)特種氣體凈化用(如特殊氣氛中痕量成分比如氧、氮的極深度去除)的分子篩、揚聲器降頻分子篩、吸音分子篩、香煙內的香精香味離子交換與吸附分子篩等新興和特殊需求領域所需的分子篩吸附劑產品,進一步拓寬分子篩吸附劑的應用領域。