അഡ്‌സോർബന്റ് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ മുന്നേറ്റം: ഓക്‌സിജൻ ഉൽപാദനത്തിനായി ലോ-സിലിക്ക എക്‌സ് (എൽഎസ്‌എക്‌സ്) സിയോലൈറ്റ് പുതിയ ബെഞ്ച്മാർക്ക് സജ്ജമാക്കുന്നു

ഓക്സിജൻ ഉൽ‌പാദനത്തിനും മറ്റ് വാതക വേർതിരിവുകൾക്കുമുള്ള പ്രഷർ സ്വിംഗ് അഡോർപ്ഷൻ (പി‌എസ്‌എ) പ്രക്രിയകളിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കാൻ തയ്യാറായ അടുത്ത തലമുറ മോളിക്യുലാർ അരിപ്പയായ ലോ-സിലിക്ക എക്സ് (എൽ‌എസ്‌എക്സ്) സിയോലൈറ്റിന്റെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനിലൂടെ അഡോർബന്റ് വസ്തുക്കളിൽ ഗണ്യമായ പുരോഗതി കൈവരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു.

കൃത്യമായ സുഷിര ഘടനകളുള്ള ക്രിസ്റ്റലിൻ അലുമിനോസിലിക്കേറ്റുകളായ പരമ്പരാഗത സിയോലൈറ്റുകൾ വ്യാവസായിക വേർതിരിക്കലിലും ശുദ്ധീകരണത്തിലും മികച്ചതാണ്. 1-1.5 എന്ന സിലിക്കൺ-ടു-അലുമിനിയം (Si/Al) അനുപാതമുള്ള, വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന NaX (13X) സിയോലൈറ്റ്, വായുവിൽ നിന്നുള്ള നൈട്രജൻ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു മാനദണ്ഡമാണ്. പുതുതായി പരിപൂർണ്ണമാക്കിയ LXS സിയോലൈറ്റ് 1.0 വരെ കുറഞ്ഞ Si/Al അനുപാതം കൈവരിക്കുന്നതിലൂടെ ഈ അതിർത്തിയെ കൂടുതൽ മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകുന്നു, ഇത് സിയോലൈറ്റ് X ഫ്രെയിംവർക്ക് ഘടനയുടെ സൈദ്ധാന്തിക പരിധിയിലെത്തുന്നു.

ഈ വളരെ കുറഞ്ഞ സിലിക്ക ഘടന സുഷിരങ്ങൾക്കുള്ളിലെ ചാർജ്-ബാലൻസിങ് സോഡിയം കാറ്റയോണുകളുടെ എണ്ണം നാടകീയമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഈ കാറ്റയോണുകൾ ശക്തമായ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ഇന്ററാക്ഷൻ സൈറ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇത് നൈട്രജൻ (N₂) പോലുള്ള ക്വാഡ്രുപോളാർ തന്മാത്രകളോടുള്ള പദാർത്ഥത്തിന്റെ അടുപ്പം ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. തൽഫലമായി, പരമ്പരാഗത 13X എതിരാളിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, LXS ഓക്സിജനെ (O₂) അപേക്ഷിച്ച് നൈട്രജൻ ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള ശേഷിയും സെലക്റ്റിവിറ്റിയും വളരെ മികച്ചതായി പ്രകടമാക്കുന്നു.

"LXS എന്നത് അഡ്‌സോർപ്ഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഒരു മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് മുന്നേറ്റത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു," അഡ്വാൻസ്ഡ് മെറ്റീരിയൽസ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ഒരു പ്രധാന ഗവേഷകനായ ഡോ. [ഫിക്ഷണൽ നെയിം] പറഞ്ഞു. "FAU ചട്ടക്കൂടിലെ അലുമിനിയം ഉള്ളടക്കം പരമാവധിയാക്കുന്നതിലൂടെ, സജീവ സൈറ്റുകളുടെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു അരിപ്പ ഞങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഇത് കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ ഓക്സിജൻ ഉൽപാദനത്തിലേക്ക് നേരിട്ട് വിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു, ഇത് PSA സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഗണ്യമായ ഊർജ്ജ ലാഭത്തിനും ഉയർന്ന ഉൽപ്പന്ന പരിശുദ്ധിക്കും സാധ്യത നൽകുന്നു."

സ്വതന്ത്ര പ്രകടന വിലയിരുത്തലുകൾ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നത്, എൽഎക്സ്എസ് അധിഷ്ഠിത പിഎസ്എ യൂണിറ്റുകൾ വഴി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഓക്സിജന് മെച്ചപ്പെട്ട വീണ്ടെടുക്കൽ നിരക്കുകൾക്കൊപ്പം 95%-ത്തിലധികം ശുദ്ധത കൈവരിക്കാൻ കഴിയുമെന്നാണ്. ഇത് ഇടത്തരം മെഡിക്കൽ ഓക്സിജൻ വിതരണം, കാര്യക്ഷമമായ വായുസഞ്ചാരം ആവശ്യമുള്ള മലിനജല ശുദ്ധീകരണ സൗകര്യങ്ങൾ, വിവിധ മെറ്റലർജിക്കൽ, കെമിക്കൽ പ്രക്രിയകൾ എന്നിവയ്ക്ക് സാങ്കേതികവിദ്യയെ അസാധാരണമാംവിധം ആകർഷകമാക്കുന്നു.

ഓക്സിജൻ ഉൽപാദനത്തിനപ്പുറം, LXS സിയോലൈറ്റിന്റെ സവിശേഷമായ കാറ്റയോൺ സമ്പുഷ്ടമായ പരിസ്ഥിതി, ഫ്ലൂ വാതകങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് പിടിച്ചെടുക്കൽ, ഹൈഡ്രജൻ സ്ട്രീമുകളുടെ ശുദ്ധീകരണം എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള മറ്റ് വേർതിരിക്കലുകൾക്ക് വാഗ്ദാനമായ ഗവേഷണ വഴികൾ തുറക്കുന്നു.

കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം ആവശ്യമാണെങ്കിലും, നിലവിലുള്ള ഹൈഡ്രോതെർമൽ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് LXS ന്റെ സിന്തസിസ് അളക്കാവുന്നതാണെന്ന് വാണിജ്യ നിർമ്മാതാക്കൾ ശ്രദ്ധിക്കുന്നു. സിന്തറ്റിക് സിയോലൈറ്റുകളുടെ മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും സ്ഥിരത സ്വഭാവവും ഈ മെറ്റീരിയൽ നിലനിർത്തുന്നു, ഇത് ചാക്രിക PSA പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ശക്തമായ പ്രകടനം ഉറപ്പാക്കുന്നു.

ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള LXS സിയോലൈറ്റിന്റെ ആമുഖം, ഓക്സിജൻ വിതരണത്തിനുള്ള ക്രയോജനിക് വാറ്റിയെടുക്കലിന് പകരം വിശ്വസനീയവും ആവശ്യാനുസരണം ഉപയോഗിക്കാവുന്നതുമായ ഒരു ബദലായി PSA സാങ്കേതികവിദ്യ സ്വീകരിക്കുന്നത് ത്വരിതപ്പെടുത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ളതും വികേന്ദ്രീകൃതവുമായ വ്യാവസായിക വാതക ഉൽപ്പാദനത്തിന് സംഭാവന നൽകുന്നു.

സിയോലൈറ്റുകളെക്കുറിച്ച്:
സിയോലൈറ്റുകൾ സാധാരണയായി അഡ്‌സോർബന്റുകളും കാറ്റലിസ്റ്റുകളും ആയി ഉപയോഗിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മ സുഷിര ധാതുക്കളാണ്. അവയുടെ ഏകീകൃത സുഷിര വലുപ്പങ്ങൾ വലിപ്പത്തിന്റെയും ധ്രുവതയുടെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ തന്മാത്രകളെ വേർതിരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് രാസ, പെട്രോകെമിക്കൽ, പരിസ്ഥിതി വ്യവസായങ്ങളിൽ അവ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാക്കുന്നു.