I setacci molecolari possiedono tre proprietà fondamentali

1. Prestazioni di setacciatura molecolare

I setacci molecolari presentano una distribuzione estremamente uniforme delle dimensioni dei pori. Solo le sostanze con diametri molecolari inferiori alle dimensioni dei pori possono entrare nelle cavità interne dei cristalli del setaccio molecolare. Ad esempio, i setacci molecolari 3A hanno una dimensione dei pori di circa 0,3 nanometri, consentendo il passaggio solo alle molecole d'acqua (circa 0,27 nanometri di diametro) e respingendo le molecole più grandi (come il propano, circa 0,43 nanometri). I setacci molecolari 5A, con una dimensione dei pori di circa 0,5 nanometri, vengono utilizzati per separare l'ossigeno (0,34 nanometri) e l'azoto (0,36 nanometri). Questa precisa capacità di "screening molecolare" li rende materiali chiave per i processi di separazione e purificazione.

2. Prestazioni di adsorbimento

Anche se le molecole sono più piccole delle dimensioni dei pori, i setacci molecolari adsorbono preferenzialmente molecole polari (come acqua e anidride carbonica) e molecole insature (come gli alcheni) attraverso forze di van der Waals o legami a idrogeno sulla superficie dei pori. Ciò migliora ulteriormente la precisione della setacciatura. Ad esempio, la produzione di azoto utilizzando setacci molecolari al carbonio consente un'efficiente separazione dell'azoto adsorbendo preferenzialmente l'ossigeno (che ha una polarità leggermente più forte).

3. Prestazioni catalitiche

La struttura porosa dei setacci molecolari funge da "microreattori" per le reazioni chimiche. I siti acidi sulla loro superficie (generati dal bilancio di carica tra la carica negativa dei tetraedri alluminio-ossigeno e i cationi) possono catalizzare reazioni di tipo carbocationico. Ad esempio, i setacci molecolari di tipo Y, come catalizzatori per il cracking del petrolio, possono trasformare il petrolio pesante in combustibili leggeri come la benzina. Sono attualmente tra i catalizzatori più utilizzati nell'industria della raffinazione del petrolio.

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