Thread Content
Bu gönderiyi en son 我夲善良, 2016-8-9 09:39'da düzenlemiştir. Adsorbanlar gözenek büyüklüğüne, tanecik şekline, kimyasal bileşime, yüzey polaritesine vb. göre sınıflandırılabilir; örneğin iri gözenekli ve ince gözenekli adsorbanlar, toz halinde, granül halinde veya çubuk şeklindeki adsorbanlar, karbonlu ve oksit bazlı adsorbanlar, polar ve apolar adsorbanlar gibi. Yaygın olarak kullanılan adsorbanlar arasında, karbon esaslı çeşitli aktif karbon adsorbanları ile metal ve ametal oksitlerden oluşan adsorbanlar (örneğin silika jel, alüminyum oksit, moleküler süzgeçler, doğal kil vb.) yer alır. Absorbanların temel ölçütleri şunlardır: farklı gaz kirleticilerini emme kapasitesi, aşınma oranı, serbest yığın yoğunluğu, özgül yüzey alanı, basınca karşı dayanıklılık gibi. Zehirli gazları filtrelemek, petrol ve bitkisel yağları rafine etmek, virüs ve küfleri önlemek, doğal gazdan benzin geri kazanmak ve sirke ile diğer koyu renkli maddelerin renklerini açmak için kullanılır. Endüstride yaygın olarak kullanılan adsorbanlar arasında silika jel, aktif alüminyum oksit, aktif karbon, moleküler süzgeçler vb. bulunur; ayrıca belirli bileşenleri seçici olarak adsorbe etmek için geliştirilmiş adsorpsiyon malzemeleri de vardır. Silikon jeli, hidrofilik ve polar bir kurutucudur; esas olarak kurutma, gaz karışımlarının ve petrol bileşenlerinin ayrılması gibi işlemlerde kullanılır. Endüstride kullanılan silikon jeller, büyük gözenekli ve küçük gözenekli olmak üzere ikiye ayrılır. Yüksek gözenekli silika jel, göreceli nemin doygun olduğu koşullarda, adsorbanın ağırlığının %80’inden fazlasını emebilir; düşük nem koşullarında ise adsorpsiyon miktarı **düşük gözenekli silika jeline kıyasla daha azdır. Aktif alümina’nın özellikleri, başlangıçtaki hidroksitlerin yapısal durumuna bağlıdır; genellikle saf Al2O3 değildir, aksine kısmen hidrate olmuş, amorf ve gözenekli bir yapıya sahiptir. Bu yapıda sadece amorf jel bulunmakla kalmaz, aynı zamanda hidroksit kristalleri de vardır. Kapiler kanal yüzeyinin yüksek aktivitesi nedeniyle aktif alümina olarak da adlandırılır. Suya karşı güçlü bir çekim gücüne sahiptir ve az miktardaki suyu derinlemesine kurutmak için kullanılan bir adsorban türüdür. Aktif karbon, odun kömürü, meyve kabukları, kömür gibi karbon içeren malzemelerin karbonlaştırılması ve aktive edilmesi yoluyla üretilir. Aktivasyon yöntemleri iki ana kategoriye ayrılabilir: kimyasal madde ile aktivasyon ve gaz ile aktivasyon. İlaç aktivasyon yöntemi, ham maddeye çinko klorür, potasyum sülfür gibi kimyasal maddeler eklenerek, inaktif bir atmosferde ısıtılarak karbonizasyon ve aktivasyonun gerçekleştirilmesidir. Gaz aktivasyon yöntemi, aktif karbon ham maddesinin inaktif bir atmosferde ısıtılması esasına dayanır; genellikle 700°C’nin altında uçucu bileşenler uzaklaştırıldıktan sonra su buharı, karbondioksit, baca gazları, hava gibi maddeler eklenir ve 700–1200°C sıcaklık aralığında reaksiyon yoluyla aktive edilir. Aktif karbon, birçok kapiler gözenek yapısına sahip olduğundan mükemmel bir adsorpsiyon kapasitesine sahiptir. Bu nedenle kullanım alanları su arıtma, renk giderme, gaz adsorpsiyonu gibi çeşitli alanlarda yaygındır. Zeolitlerin özelliği, moleküler süzgeç işlevine sahip olmalarıdır; 3A0, 4A0, 5A0, 10A0 gibi eşit gözenek çaplarına sahiptirler. 4A0 gözenek boyutuna sahip 4A0 zeoliti, metan ve etani emebilir; ancak üç karbonlu ve daha fazla karbonlu n-alkanları emmez. Gaz adsorpsiyonu ve ayrımı, gaz ve sıvı kurutma ile normal ve izoalkanların ayrımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Karbon molekül süzgeci aslında bir tür aktif karbondur; normal karbon bazlı adsorbanlardan farkı, mikro gözeneklerinin çaplarının dar bir aralıkta eşit şekilde dağılmış olmasıdır. Mikro gözeneklerin çapları, ayrılacak gaz moleküllerinin çapına eşdeğerdir ve mikro gözeneklerin özgül yüzey alanı genellikle karbon molekül süzgecinin toplam yüzey alanının %90’ından fazlasını oluşturur. Karbon moleküler süzgecinin gözenek yapısının temel dağılım şekli şu şekildedir: Büyük gözenek çapları karbon parçacıklarının dış yüzeyiyle bağlantılıdır, geçiş gözenekleri büyük gözeneklerden ayrılır ve mikro gözenekler ise geçiş gözeneklerinden ayrılır. Ayrıştırma sürecinde, büyük gözenekler esas olarak taşıma kanalı işlevi görürken, mikro gözenekler molekül süzgeci görevi görür. Kömürden karbon moleküler süzgeçler üretmenin yöntemleri arasında karbonizasyon yöntemi, gaz aktivasyonu yöntemi, karbon birikimi yöntemi ve emdirme yöntemi bulunmaktadır. Bunlar arasında karbonizasyon yöntemi en basit olanıdır, ancak yüksek kaliteli karbon moleküler süzgeçleri üretmek için bu yöntemlerin hepsi bir arada kullanılmalıdır. Karbon molekül süzgeçleri, hava ayırma yoluyla azot üretimi alanında başarı elde etmiş olup, diğer gaz ayrımı uygulamalarında da geniş bir potansiyele sahiptir. Moleküler süzgeçler, kimya endüstrisinde katı adsorban olarak kullanılır; tarafından adsorbe edilen maddeler geri salınabilir ve moleküler süzgeçler kullanıldıktan sonra yeniden kullanılabilir. Ayrıca gaz ve sıvıların kurutulması, saflaştırılması, ayrılması ve geri kazanımında da kullanılır. 1960’lardan itibaren petrol rafinerisi endüstrisinde kraking katalizörü olarak kullanılmaya başlanmış ve günümüzde farklı katalitik süreçler için kullanılabilecek çeşitli moleküler süzgeç katalizörleri geliştirilmiştir.