Como dois materiais comuns de adsorção, peneira molecular e gel de sílica mostram diferenças óbvias na composição química, propriedades estruturais, desempenho de adsorção e campos de aplicação.
Composição química:
Da perspectiva da composição química, o principal componente da peneira molecular é feito de silicato sintético ou zeólito natural, enquanto o principal componente do gel de sílica é o dióxido de silício.
Propriedades estruturais:
Em termos de propriedades estruturais, a peneira molecular é uma estrutura cristalina com microporos regulares e uniformes. Seu interior é composto por um esqueleto de poro em forma de gaiola composto por tetraedrons de oxigênio de silício (alumínio) (SiO₄, alo₄). O tamanho dos poros é preciso e pode ser controlado por processo, apresentando uma variedade de especificações como 3a, 4a, 5a e 13x. Por outro lado, o gel de sílica é uma estrutura amorfa com uma estrutura porosa aberta, mas sua distribuição de tamanho de poro é relativamente ampla e seu tamanho é uma ordem de magnitude maior que a da peneira molecular.
Seletividade de adsorção:
Em termos de desempenho de adsorção, a diferença entre os dois é mais significativa. As peneiras moleculares são altamente seletivas na adsorção de moléculas. Eles permitem apenas moléculas com um diâmetro cinético molecular menor que o tamanho do poro para entrar na cavidade do cristal e ser adsorvido. Eles também podem obter secagem profunda e manter uma alta capacidade de adsorção, mesmo em um ambiente de baixa umidade, mas a taxa de adsorção é relativamente lenta. Por exemplo, as peneiras moleculares 3A permitem apenas moléculas com um diâmetro menor que 3å passarem e podem ser usadas para adsorver pequenas moléculas como a água. Além disso, a taxa de adsorção de peneiras moleculares é mais lenta que a do gel de sílica, especialmente para algumas moléculas ou moléculas grandes com taxas de difusão lenta, porque as moléculas precisam passar por canais com tamanhos de poros específicos para entrar na peneira molecular para serem adsorvidos.
O gel de sílica possui uma forte capacidade de adsorção para substâncias polares, como moléculas contendo grupos hidroxila e carboxil, mas sua seletividade de adsorção é mais fraca que a das peneiras moleculares. Enquanto o tamanho molecular for adequado e existe uma certa interação com a superfície do gel de sílica, a substância pode ser adsorvida. A taxa de adsorção é relativamente rápida e sua estrutura porosa permite que as moléculas sejam adsorvidas relativamente rapidamente em sua superfície e nos poros.
Campo de aplicação:
No campo de aplicação, as peneiras moleculares são amplamente utilizadas na secagem, separação de gás, campos petroquímicos e outros devido a suas propriedades únicas e desempenham um papel fundamental na separação do ar, produção de oxigênio e nitrogênio, reação de rachaduras de petróleo e secagem profunda. O gel de sílica é mais frequentemente usado como dessecante e aplicado à embalagem à prova de umidade de alimentos, remédios e produtos eletrônicos. Ele também possui aplicações importantes na purificação de gás, análise cromatográfica e portador de catalisador.
