由此構(gòu)成的蛋白多糖聚合體曲折盤繞,形成多微孔的篩狀結(jié)構(gòu),稱為?分子篩。分子篩只允許小于其微?分子篩孔的物質(zhì)通過(guò),對(duì)大于其微孔的大分子物質(zhì)、細(xì)菌等則具有屏障作用。使基質(zhì)成為限制細(xì)菌等有害物質(zhì)擴(kuò)散的防御屏障。溶血性鏈球菌和癌細(xì)胞等能產(chǎn)生透明質(zhì)酸酶,分解蛋白多糖,破壞基質(zhì)結(jié)構(gòu),得以擴(kuò)散。蛋白多糖聚合體上還結(jié)合著許多親水基團(tuán),能結(jié)合大量水分子,形成細(xì)胞外“儲(chǔ)水庫(kù)”。
有水熱合成、水熱轉(zhuǎn)化和離子交換等法:
?、佟∷疅岷铣煞ā∮糜谥迫〖兌容^高的產(chǎn)品,以及合成自然界中不存在的分子篩。將含硅化合物(水?分子篩玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水按適當(dāng)比例混合,在熱壓釜中加熱一定時(shí)間,即析出分子篩晶體。合成過(guò)程可用下式表示:
工業(yè)生產(chǎn)流程中一般先合成Na-分子篩,如13X型與10X型分子篩的合成。在水熱合成過(guò)程中添加某些添加劑可以改變終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),如加入季胺鹽可得到ZSM-5型分子篩。
?、凇∷疅徂D(zhuǎn)化法 在過(guò)量堿存在時(shí),使固態(tài)鋁硅酸鹽水熱轉(zhuǎn)化成分子篩。所用原料有高嶺土、膨潤(rùn)土、硅藻土等,也可用合成的硅鋁凝膠顆粒。此法成本低,但產(chǎn)品純度不及水熱合成法。
離子交換法 通常在水溶液中將Na-分子篩轉(zhuǎn)變?yōu)楹兴桕?yáng)離子的分子篩,通式如下:
式中 Z-表示陰離子骨架,Me+表示需交換的陽(yáng)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(zhì)的陽(yáng)離子交換到分子篩上的難易程度不同,稱為分子篩對(duì)陽(yáng)離子的選擇順序,例如:13X型分子篩的選擇順序?yàn)锳g+、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(jié)果:交換度,即交換下來(lái)的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分?jǐn)?shù);交換容量,為每100克分子篩中交換的陽(yáng)離子毫克當(dāng)量數(shù);交換效率,表示溶液中陽(yáng)離子交換到分子篩上的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。為了制取合適的分子篩催化劑,有時(shí)尚需將交換所得產(chǎn)物與其他組分調(diào)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(diào)配好的物料經(jīng)成型即可進(jìn)行催化劑的活化。
干燥技術(shù)
微波干燥技術(shù)解決了傳統(tǒng)干燥分子篩中干燥速度緩慢,能量損耗大,產(chǎn)品品質(zhì)差的問(wèn)題,具體表現(xiàn)在:
1、微波干燥分子篩速度快 , 一般幾分鐘就可達(dá)到微波干燥目的;
2、微波干燥分子篩均勻,實(shí)現(xiàn)深度干燥,產(chǎn)品品質(zhì)好;
3、靜態(tài)干燥,不燒帶,粉塵少;
4、非接觸式干燥,避免了對(duì)分子篩的污染;
5、微波干燥分子篩工藝安全、節(jié)能、環(huán)保 使用電能,內(nèi)外同時(shí)干燥,比電熱干燥節(jié)能50%以上;
6、縮短生產(chǎn)周期,的減少生產(chǎn)流動(dòng)資金占用;
7、微波干燥設(shè)備箱體溫度在40℃以下,改善工人工作環(huán)境;
8、設(shè)備操作簡(jiǎn)單方便。
由于分子篩具有的吸附性能、離子交換性能和催化性能,被廣泛用作吸附材料、離子交換材料以及催化材料,其中:吸附材料主要用于工業(yè)與環(huán)境領(lǐng)域各種氣體的分離、凈化與干燥,如天然氣、石油裂解氣等化工原料的脫水干燥、節(jié)能型建筑中空玻璃干燥劑、脫二氧化碳和脫硫、正異構(gòu)烷烴的分離、二甲苯異構(gòu)體的分離、烯烴分離、氧氮分離、制冷劑干燥等;離子交換材料主要應(yīng)用于洗滌助劑、放射性廢料與廢液的處理;催化材料主要應(yīng)用于石油煉制與加工、石油化工、煤化工與精細(xì)化工領(lǐng)域中大量工業(yè)催化過(guò)程。
我國(guó)分子篩行業(yè)起步較晚,一直扮演追趕者角色。20世紀(jì)50、60年代,我國(guó)開(kāi)始了分子篩研究,合成了A型、X型、Y型等分子篩,開(kāi)始進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn),隨后我國(guó)陸續(xù)在上海、大連、河南等地建廠,主要用于生產(chǎn)分子篩吸附劑和脫水脫氧用分子篩。20世紀(jì)80年代,金陵石化、吉林大學(xué)、中科院大連化學(xué)物理研究所等單位開(kāi)始研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)分子篩催化劑。
在國(guó)內(nèi)分子篩催化劑領(lǐng)域,石油化工和煤化工是分子篩催化劑的主要應(yīng)用領(lǐng)域。目前,中石油、中石化等大型央企完全主導(dǎo)和壟斷了石油化工領(lǐng)域的催化劑市場(chǎng),該領(lǐng)域分子篩催化劑的研發(fā)和生產(chǎn)都集中在這些大型央企,只有極少數(shù)民營(yíng)企業(yè)能夠涉足該領(lǐng)域的分子篩催化劑的研發(fā)生產(chǎn),導(dǎo)致石油化工領(lǐng)域的分子篩催化劑市場(chǎng)較為封閉。
2016年至2018年,全球分子篩吸附劑消費(fèi)量復(fù)合增長(zhǎng)率為5.01%,預(yù)計(jì)2018年至2025年,全球分子篩吸附劑消費(fèi)量復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)5.52%。全球分子篩吸附劑的消費(fèi)數(shù)量和市場(chǎng)容量呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)。
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(shè)備開(kāi)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(kāi)始在醫(yī)院供氧系統(tǒng)得到應(yīng)用,未來(lái)將向中小醫(yī)院進(jìn)一步普及。分子篩式制氧機(jī)因制氧濃度高、使用方便、攜帶安全等特點(diǎn)開(kāi)始成為家用制氧機(jī)的重要品種。未來(lái),隨著人民日益關(guān)注身體健康,分子篩制氧機(jī)作為醫(yī)療保健用氧的關(guān)鍵設(shè)備將廣泛應(yīng)用于高原和家用制氧人群。