อิทธิพลของขนาดอนุภาคต่างๆ ของตะแกรงโมเลกุลต่อการใช้งาน

อิทธิพลของขนาดอนุภาคต่างๆ ของตะแกรงโมเลกุลต่อการใช้งาน.

ตะแกรงโมเลกุล เป็นไฮเดรตอะลูมิโนซิลิเกตชนิดหนึ่งที่มีหน้าที่กรองโมเลกุล มีรูพรุนมากมายที่มีขนาดรูพรุนเท่ากันและมีการจัดเรียงรูพรุนอย่างเป็นระเบียบในโครงสร้าง สามารถแยกโมเลกุลต่างๆ ได้ตามขนาดรูพรุนที่แตกต่างกัน ตะแกรงกรองโมเลกุลที่มีขนาดรูพรุนต่างกันสามารถกรองโมเลกุลที่มีขนาดและรูปร่างต่างกันได้ ตัวอย่างเช่น ตะแกรงโมเลกุล 3A สามารถดูดซับได้เฉพาะโมเลกุลที่มีขนาดเล็กกว่า 0.3 นาโนเมตร ตะแกรงโมเลกุล 4A สามารถดูดซับได้เฉพาะโมเลกุลที่มีขนาดเล็กกว่า 0.4 นาโนเมตร และตะแกรงโมเลกุล 5A สามารถดูดซับได้เฉพาะโมเลกุลที่มีขนาดเล็กกว่า 0.5 นาโนเมตร ดังนั้นในการเลือกตะแกรงโมเลกุลควรเลือกประเภทของตะแกรงโมเลกุลที่เหมาะสมตามขนาดและรูปร่างของสารเป้าหมายที่จะแยกออก เพื่อให้ได้ผลการคัดกรองที่ดีที่สุด

ขนาดอนุภาคตะแกรงโมเลกุลทรงกลมทั่วไปคือ 4*8 เมช (φ3-5 มม.), 8*12 เมช (φ1.6-2.5 มม.), 10*18 เมช (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1-2 มม.) ขนาดอนุภาคของตะแกรงโมเลกุลหมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคตะแกรงโมเลกุล ซึ่งมีอิทธิพลสำคัญต่อการใช้ตะแกรงโมเลกุล บทความนี้แนะนำอิทธิพลของขนาดอนุภาคต่างๆ ของตะแกรงโมเลกุลต่อการใช้งานจากประเด็นต่อไปนี้:

1. ประสิทธิภาพการดูดซับ (อัตราการถ่ายโอนมวล): โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งขนาดอนุภาคเล็กลงเท่าใด พื้นที่ผิวจำเพาะก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การถ่ายโอนมวลก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น และความสามารถในการดูดซับก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เมื่อใช้เป็นสารดูดความชื้น ตะแกรงโมเลกุลหนึ่งกรัมสามารถดูดซับน้ำได้มากถึง 22% ของน้ำหนักตัวเอง ดังนั้นในการใช้งานที่ต้องการการทำให้แห้งหรือขจัดสิ่งเจือปนอย่างมีประสิทธิภาพ ควรเลือกตะแกรงโมเลกุลที่มีขนาดอนุภาคค่อนข้างเล็กเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดูดซับ
2. ความดันลดลง: ขนาดอนุภาคของตะแกรงโมเลกุลจะมีผลกระทบอย่างมากต่อแรงดันตกที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้งาน โดยทั่วไปแล้ว ขนาดอนุภาคที่เล็กกว่ามักจะส่งผลให้ความดันลดลงสูงกว่าเมื่อเทียบกับขนาดอนุภาคที่ใหญ่กว่า เนื่องจากอนุภาคขนาดเล็กมีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรสูงกว่า ซึ่งส่งผลให้มีจุดสัมผัสระหว่างก๊าซหรือของเหลวที่กรองกับวัสดุตะแกรงมากขึ้น เป็นผลให้มีความต้านทานต่อการไหลของก๊าซหรือของเหลวผ่านหน้าจอมากขึ้น ซึ่งส่งผลให้แรงดันตกคร่อมสูงขึ้น ในทางกลับกัน อนุภาคขนาดใหญ่จะมีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรน้อยกว่า ซึ่งหมายถึงจุดสัมผัสที่น้อยลงและความต้านทานต่อการไหลของก๊าซหรือของเหลวน้อยลง ซึ่งส่งผลให้ความดันลดลง
3. แรงบด: ขนาดอนุภาคของตะแกรงโมเลกุลมีผลอย่างมากต่อความแข็งแรงในการบด หรือปริมาณของแรงดันหรือแรงที่สามารถใช้กับตะแกรงก่อนที่จะแตกหรือบด โดยทั่วไป ขนาดของอนุภาคที่ใหญ่กว่ามักจะมีความแข็งแรงในการบดอัดสูงกว่าขนาดอนุภาคที่เล็กกว่า นี่เป็นเพราะอนุภาคขนาดใหญ่มีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรน้อยกว่า ซึ่งหมายความว่าอนุภาคเหล่านี้ไวต่อความไม่สมบูรณ์ของพื้นผิวหรือความไม่สมบูรณ์ที่จะทำให้วัสดุอ่อนแอลงได้น้อยกว่า ในทางกลับกัน อนุภาคที่เล็กกว่าจะมีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรสูงกว่า ซึ่งหมายความว่ามีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องที่พื้นผิว รอยแตกร้าว และความไม่สมบูรณ์อื่นๆ ที่ลดแรงกดทับ นอกจากนี้ อนุภาคขนาดเล็กอาจไวต่อการขัดสีมากกว่า ซึ่งเป็นกระบวนการที่อนุภาคขนาดเล็กหลุดออกจากพื้นผิวของอนุภาคขนาดใหญ่เนื่องจากความเค้นเชิงกลหรือแรงเสียดทาน สิ่งนี้ทำให้วัสดุอ่อนตัวมากขึ้นและลดแรงกดทับ
4. ประสิทธิภาพการไหล: ขนาดอนุภาคของตะแกรงโมเลกุลยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการไหล โดยทั่วไป ยิ่งขนาดอนุภาคใหญ่ขึ้น ความต้านทานการไหลก็จะยิ่งน้อยลงและความเร็วในการไหลก็จะเร็วขึ้นเท่านั้น นี่เป็นข้อได้เปรียบสำหรับบางแอปพลิเคชันที่ต้องการการแยกอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ด้วยแก๊สหรือของเหลว การเร่งปฏิกิริยา การดูดซับ ฯลฯ จำเป็นต้องเลือกตะแกรงโมเลกุลที่มีขนาดอนุภาคที่ใหญ่ขึ้นเพื่อลดแรงต้านการไหลและเพิ่มความเร็วการไหล

โดยสรุป ขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันของตะแกรงโมเลกุลมีผลกระทบอย่างมากต่อการใช้งาน ดังนั้น เมื่อใช้ตะแกรงโมเลกุล จึงจำเป็นต้องเลือกขนาดอนุภาคที่เหมาะสมตามข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด