Los tamices moleculares son aluminosilicatos cristalinos que tienen una estructura tridimensional de óxido de silicio y tetraedros de óxido de aluminio y se caracterizan por un tamaño de poro preciso y uniforme. Los poros de los tamices moleculares son lo suficientemente grandes como para permitir el paso de moléculas pequeñas, pero al mismo tiempo retienen moléculas más grandes, lo que ha determinado su uso como desecantes y adsorbentes .
Los tamices moleculares difieren en el tamaño de los poros, lo que determina su selectividad para pasar y retener moléculas. Dependiendo de esta característica, el área de aplicación de ciertos tamices moleculares también cambia [1] .
Los tamices moleculares de 3 Å tienen la composición 0,6 K 2 O : 0,40 Na 2 O : 1 Al 2 O 3 : 2,0 ± 0,1 SiO 2 : x H 2 O [1] .
Se obtienen reemplazando los iones de sodio en tamices de 4 Å por iones de potasio , lo que reduce el tamaño de poro efectivo. Tales tamices encuentran uso en el secado industrial de hidrocarburos , incluyendo gas craqueado , propileno , butadieno , acetileno . También secan líquidos polares como el etanol y el metanol y eliminan el agua y el amoníaco de la corriente de N 2 /H 2 [1] .
Los tamices moleculares de 4 Å tienen la composición 1 Na 2 O : 1 Al 2 O 3 : 2,0 ± 0,1 SiO 2 : x H 2 O [1] .
Dichos tamices se utilizan para el secado estático de sistemas líquidos o gaseosos, por ejemplo, en el envasado de medicamentos y productos químicos inestables. Estas pantallas absorben dióxido de carbono , dióxido de azufre , sulfuro de hidrógeno , etileno , etano y propileno. Estos tamices se consideran un desecante universal para disolventes polares y no polares [1] .
Los tamices moleculares de 5 Å tienen la composición 0,8 CaO : 0,2 Na 2 O : 1 Al 2 O 3 : 2,0 ± 0,1 SiO 2 : x H 2 O [1] .
Dichos tamices se obtienen reemplazando los iones de sodio en tamices de 4 Å con iones de calcio . Se utilizan para separar alcanos lineales de alcanos ramificados y cíclicos, así como para eliminar sulfuro de hidrógeno, mercaptanos y dióxido de carbono del gas natural [1] .
Los tamices moleculares 13X tienen la composición 1 Na 2 O : 1 Al 2 O 3 : 2,8 ± 0,2 SiO 2 : x H 2 O [1] .
Dichos tamices se utilizan para el secado industrial de gases y la eliminación de sulfuro de hidrógeno y mercaptanos [1] .
Para restaurar la actividad de los tamices moleculares, es necesario calentarlos o soplarlos con gas para eliminar las sustancias adsorbidas. Un factor significativo en este proceso es la temperatura de los tamices. Los tamices moleculares de 3 Å requieren una temperatura de 175-260 °C. Sin embargo, la polimerización de moléculas de sorbato insaturadas puede ocurrir a esta temperatura , si están presentes en el material a limpiar, por lo que se recomienda un aumento gradual de la temperatura para permitir que las moléculas insaturadas salgan de los tamices en un rango de temperatura más bajo. Después de calentar los tamices, se requiere enfriamiento, que se hace convenientemente haciendo pasar una corriente del mismo gas, pero sin aportar calor. Se puede secar una pequeña cantidad de tamices sin soplar gas calentándolos en un horno y enfriándolos en un sistema cerrado como un desecador [1] .