Molekuliniai sieto ceolitai ir aktyvuotas aliuminio oksidas yra labai akytos medžiagos, naudojamos adsorbcijai ir katalizei, tačiau jos skiriasi kompozicija, struktūra ir pritaikymu. Štai jų pagrindinių skirtumų suskirstymas:
1. Kompozicija ir struktūra
Molekulinio sieto ceolitas:
- Pagaminti iš kristalinių aliuminosilikatų (SiO₄ ir alo₄ tetrahedra) su vienoda porų struktūra.
- Turi šulinį - apibrėžtą 3D karkasą su tiksliais porų dydžiais (pvz., 3Å, 4å, 5Å, 10Å).
- Katijonas - mainų savybės (Na⁺, K⁺, Ca²⁺ ir kt.) Daro įtaką adsorbcijos elgsenai.
Aktyvuotas aliuminio oksidas:
- Sudarytas iš amorfinio arba iš dalies kristalinio aliuminio oksido (Al₂o₃).
- Turi platesnį, mažiau vienodą porų dydžio pasiskirstymą (paprastai mezoporinį, 2–5 nm).
- Paviršiaus hidroksilo grupės suteikia adsorbcijos vietas.
2. Adsorbcijos savybės
Ceolitai:
- Labai selektyvus dėl vienodų mikroporų (idealiai tinka mažoms molekulėms, tokioms kaip H₂o, CO₂, N₂).
- Stiprus afinitetas polinėms molekulėms (pvz., Vanduo, amoniakui).
- Naudojamas dujų atskyrimui (pvz., Džiovinančioms gamtinėms dujoms, deguonies sodrinimui).
Aktyvuotas aliuminio oksidas:
- Mažiau selektyvus, bet turi aukštą paviršiaus plotą (200–400 m²/g).
- Pirmenybė teikiama poliariniams junginiams (vanduo, fluoras, rūgštys), taip pat adsorbuoja didesnes molekules.
- Dažnai naudojamas vandens pašalinimui (suslėgtas oro džiovinimas) ir fluoro pašalinimas vandens valyme.
3. Šilumos ir cheminis stabilumas
Ceolitai:
- Stabilus iki ~ 700 laipsnių (kai kurių tipų aukštesni).
- Atsparus organiniams tirpikliams, tačiau gali suskaidyti stipriose rūgštyse/bazėse.
Aktyvuotas aliuminio oksidas:
- Stabilus iki ~ 500–600 laipsnių.
- Atsparčiau pH kraštutinumams (naudojami rūgštinėmis/šarminėmis sąlygomis).
4. Programos
Ceolito molekuliniai sievai:
- Džiovinimas dujomis (pvz., Gamtinės dujos, oras, šaltnešiai).
- CO₂ pašalinimas, angliavandenilių atskyrimas (pvz., Naftos rafinavimas).
- Katalizė (pvz., Krekimasis, izomerizacija naftos chemijos medžiagose).
Aktyvuotas aliuminio oksidas:
- Suslėgtas oras ir dujų džiovinimas.
- Vandens valymas (fluoro, arseno pašalinimas).
- Katalizatoriaus palaikymas (pvz., Claus procese, skirtas sieros atkūrimui).
5. Regeneracija
Abu gali būti regeneruojami kaitinant (~ 200–350 laipsnio ceolitams, ~ 150–300 laipsnių aliuminio oksidui).
Zeolitams gali prireikti aukštesnės gilios dehidratacijos temperatūros.
Santraukos lentelė
| Nuosavybė | Molekulinio sieto ceolitas | Aktyvuotas aliuminio oksidas |
|---|---|---|
| Kompozicija | Kristalinė aliuminosilikatas | Amorfinis al₂o₃ |
| Porų dydis | Vienodos mikroporos (3–10Å) | Platesni mezopai (2–5 nm) |
| Selektyvumas | Aukštas (dydis ir poliškumas - pagrįstas) | Vidutinis (poliškumas -) |
| Pagrindinis naudojimas | Džiovinimas dujomis, atskyrimas, katalizė | Vandens valymas, dujų džiovinimas, katalizatoriaus atrama |
| Šiluminis stabilumas | Iki ~ 700 laipsnių | Iki ~ 600 laipsnių |
Pagrindiniai išsinešimai
NaudoticeolitaiTiksliam dydžiui - selektyvi adsorbcija (pvz., Vandens pašalinimas iš dujų).
Naudotiaktyvuotas aliuminio oksidasPlatesniems adsorbcijos poreikiams, ypač vandens valyme ar rūgščiosiose sąlygose.
