Les tamis moléculaires sont des matériaux capables de séparer les molécules en fonction de leur taille ; cette capacité est liée à la présence dans le matériau de minuscules pores de taille exacte et uniforme, d’un diamètre compris entre 3 et 10 Angströms selon le matériau.
Les molécules dont la taille est supérieure à celle des pores ne peuvent pas pénétrer dans le matériau, alors que celles dont la taille est suffisamment petite peuvent le faire. Les molécules polaires sont généralement adsorbées sur la surface intérieure des pores et y sont piégées, tandis que les molécules apolaires ne sont pas retenues.
Les tamis moléculaires ont également une surface très élevée à l’intérieur des pores (600-700 m2/g).
Les matériaux les plus couramment utilisés comme tamis moléculaires sont les aluminosilicates et en particulier les zéolithes, qu’elles soient naturelles ou synthétiques.
Tamis moléculaires : applications typiques
Les tamis moléculaires sont couramment utilisés dans diverses applications technologiques :
- comme déshydratants, pour éliminer l’eau des solvants et des gaz, tant dans l’industrie qu’en laboratoire : l’eau est une petite molécule polaire qui peut facilement pénétrer dans les pores d’un tamis moléculaire convenablement choisi et y rester piégée ; par la suite, une fois saturés, les tamis moléculaires peuvent généralement être facilement régénérés en éliminant l’eau adsorbée par chauffage (130-250 °C) sous vide
- pour la purification du gaz naturel où il existe de nombreuses utilisations telles que l’élimination du CO2, du H2S et des produits azotés
- pour la séparation de différents gaz, comme la séparation des alcanes linéaires des isoalcanes en phase liquide ; par exemple pour isoler les hydrocarbures C5-C11 du naphta, ou pour séparer le fructose du saccharose et d’autres sucres
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