لقد تم تحقيق تقدم كبير في المواد الماصة من خلال تحسين الزيوليت منخفض السيليكا X (LSX)، وهو منخل جزيئي من الجيل التالي مهيأ لإحداث ثورة في عمليات امتزاز تأرجح الضغط (PSA) لتوليد الأكسجين وفصل الغازات الأخرى.
تُعدّ الزيوليتات التقليدية، وهي سيليكات ألومنيوم بلورية ذات بنية مسامية دقيقة، من المواد الأساسية في عمليات الفصل والتنقية الصناعية. ويُعتبر زيوليت NaX (13X) واسع الاستخدام، بنسبة سيليكون إلى ألومنيوم (Si/Al) تتراوح بين 1 و1.5، معيارًا أساسيًا لامتصاص النيتروجين من الهواء. أما زيوليت LXS المُحسّن حديثًا، فيتجاوز هذا الحدّ بتحقيقه نسبة Si/Al منخفضة تصل إلى 1.0، مُقتربًا بذلك من الحدّ النظري لبنية إطار زيوليت X.
يؤدي هذا التركيب منخفض السيليكا للغاية إلى زيادة كبيرة في عدد كاتيونات الصوديوم التي تعمل على موازنة الشحنة داخل المسام. وتُنشئ هذه الكاتيونات مواقع تفاعل كهروستاتيكي أقوى، مما يُعزز بشكل ملحوظ انجذاب المادة للجزيئات رباعية الأقطاب مثل النيتروجين (N₂). ونتيجة لذلك، يُظهر LXS قدرة امتصاص نيتروجين وانتقائية فائقة مقارنةً بالأكسجين (O₂) مقارنةً بنظيره التقليدي 13X.
قال الدكتور [اسم مستعار]، الباحث الرئيسي في معهد المواد المتقدمة: "يمثل نظام LXS طفرةً في علم المواد لتكنولوجيا الامتزاز. فمن خلال زيادة محتوى الألومنيوم في هيكل FAU، صممنا منخلًا بأعلى كثافة ممكنة من المواقع النشطة. وهذا يُترجم مباشرةً إلى إنتاج أكسجين أكثر كفاءة، مما يوفر إمكانية تحقيق وفورات كبيرة في الطاقة ونقاء أعلى للمنتج في أنظمة امتزاز الضغط المتأرجح (PSA)".
تؤكد تقييمات الأداء المستقلة أن الأكسجين المُنتَج عبر وحدات امتزاز الضغط المتأرجح (PSA) القائمة على تقنية LXS يمكن أن يحقق نقاءً يتجاوز 95% مع تحسين معدلات الاستخلاص. وهذا ما يجعل هذه التقنية جذابة للغاية لتوفير الأكسجين الطبي على نطاق متوسط، ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي تتطلب تهوية فعالة، والعديد من العمليات المعدنية والكيميائية.
إلى جانب إنتاج الأكسجين، فإن البيئة الفريدة الغنية بالكاتيونات في زوليت LXS تفتح آفاقًا بحثية واعدة لعمليات فصل أخرى، بما في ذلك التقاط ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن وتنقية تيارات الهيدروجين.
يشير المصنّعون التجاريون إلى أن عملية تصنيع مادة LXS، رغم حاجتها إلى تحكم دقيق، قابلة للتطوير باستخدام الطرق الحرارية المائية المعروفة. وتحتفظ هذه المادة بالقوة الميكانيكية والاستقرار الممتازين اللذين يميزان الزيوليتات الاصطناعية، مما يضمن أداءً قويًا في عمليات امتزاز الضغط المتأرجح الدوري.
من المتوقع أن يؤدي إدخال الزيوليت LXS عالي الأداء إلى تسريع اعتماد تقنية PSA كبديل موثوق به عند الطلب للتقطير المبرد لإمدادات الأكسجين، مما يساهم في إنتاج الغاز الصناعي بشكل أكثر مرونة ولا مركزية.
حول الزيوليت:
الزيوليت هي معادن دقيقة المسام تستخدم عادة كمواد ماصة ومحفزات. تسمح أحجام مسامها الموحدة بفصل الجزيئات بناءً على الحجم والقطبية، مما يجعلها لا غنى عنها في الصناعات الكيميائية والبتروكيميائية والبيئية.
تاريخ النشر: 23 يناير 2026
