Molekularsiebe, Prinzip und Wirkung

Molekülsiebe sind Stoffe mit gleichmäßigen Mikroporen, deren Porendurchmesser dem Durchmesser gewöhnlicher Moleküle entspricht. Molekularsiebe haben eine sehr breite Anwendungsmöglichkeit – sie können als effiziente Trockenmittel, selektive Adsorbentien, Katalysatoren oder Ionenaustauscher eingesetzt werden. Allerdings ist die Herstellung von Molekularsieben aus chemischen Rohstoffen sehr kostspielig. Häufig verwendete Molekularsiebe sind kristalline Silikate oder Silicium-Aluminium-Silikate, die aus Siliziumoxid-Tetraedern oder Aluminiumoxid-Tetraedern bestehen, die durch Sauerstoffbrückenbindungen miteinander verbunden sind. Dadurch entstehen Kanäle und Hohlräume in der Größe von etwa 0,3 bis 2 nm. Aufgrund der unterschiedlichen Größe und Form der zu adsorbierenden Moleküle besitzen diese Siebe die Fähigkeit, Flüssigkeitsmoleküle mit unterschiedlicher Größe zu trennen. Wirkung: Es ist möglich, Moleküle mit unterschiedlichen Partikelgrößen sowie adsorbierte ungesättigte und polare Moleküle voneinander zu unterscheiden. Wirkungsprinzip: Adsorptionsfunktion: Die Adsorption von Stoffen durch Molekularsiebe beruht auf physikalischer Adsorption (Van-der-Waals-Kräfte). In den Kristallhöhlen besteht ein starkes Polarisierungs- und Coulombfeld, wodurch eine starke Adsorptionsfähigkeit gegenüber polaren Molekülen (wie Wasser) sowie ungesättigten Molekülen entsteht. Siebfunktion: Die Porengrößenverteilung von Molekularsieben ist sehr gleichmäßig; nur Stoffe mit einer Molekülgröße, die kleiner ist als die Porengröße, können in die Poren des Molekularsiebs eindringen. Moleküle verschiedener Stoffe werden anhand der Adsorptionspriorität und der Größe unterschieden, weshalb sie bildlich als „Molekülsiebe“ bezeichnet werden.

Durch die Auswahl des Molekülsiebs nach dem Moleküldurchmesser kann eine selektive Adsorptions-Trennung erfolgen

Im Allgemeinen wirkt es als Adsorptionsmittel und zur Filterung (Siebung)