沸石制氧機(jī)工作原理是什么？作為一款新型制氧機(jī)設(shè)備，這項(xiàng)技術(shù)的核心是二氧化硅和氧化鋁的合成框架，具有剛性和不靈活的納米孔化學(xué)家在設(shè)計(jì)或構(gòu)建新分子時(shí)，可以被認(rèn)為是建筑師和建造者。有機(jī)化學(xué)家可以為新分子規(guī)劃藍(lán)圖，并用碳、氧、氫等原子精確地合成它。經(jīng)過幾個(gè)世紀(jì)的對(duì)這項(xiàng)技能的微調(diào)，20世紀(jì)初的化學(xué)家們開始合成長的、線狀的一維聚合物。塑料袋的聚乙烯由乙烯分子的重復(fù)單元制成（重要的是，這些單元通過與有機(jī)分子中相同的牢固化學(xué)鍵連接。這提供了穩(wěn)定性，確保由聚酯混合制成的襯衫紗線經(jīng)久耐用）。在生物系統(tǒng)中，蛋白質(zhì)是氨基酸的一維聚合物。

一、沸石制氧機(jī)的化學(xué)原理

近年來，通過將分子單元連接在一起來創(chuàng)建擴(kuò)展的2維或3維結(jié)構(gòu)，這已被提升到一個(gè)新的水平，就像聚合物一樣，但在二維或三維上。基本單元繼續(xù)組合在一起形成大型網(wǎng)絡(luò)，如鐵絲網(wǎng)圍欄。該網(wǎng)絡(luò)是通過重復(fù)添加具有對(duì)稱性的分子來構(gòu)建的。一些這樣的網(wǎng)絡(luò)片，當(dāng)一個(gè)疊放在另一個(gè)上時(shí)，形成一個(gè)功能性的二維實(shí)體。因?yàn)橄窬酆衔镞@樣的詞不能準(zhǔn)確描述原子的這種復(fù)雜排列，所以這種分子網(wǎng)絡(luò)被稱為框架。

這些共價(jià)有機(jī)框架(COF)的用途利用了它們的穩(wěn)定性、大表面積、可控的孔徑和可調(diào)的化學(xué)環(huán)境。正如消費(fèi)者在金屬絲網(wǎng)中選擇孔的大小一樣，可以將框架設(shè)計(jì)為作為篩子分離特定大小的分子。在工業(yè)環(huán)境中或在航空行李中，可以感應(yīng)到最小的有毒氣體氣味。它們還適用于儲(chǔ)存能量（作為電容器）和傳導(dǎo)能量（沿著燃料電池中的膜）。

金屬有機(jī)框架(MOF)的結(jié)構(gòu)類似于COF，但金屬與有機(jī)實(shí)體形成復(fù)合物。金屬的選擇范圍很廣，從鈹?shù)戒\，但由于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境原因，相對(duì)豐富的金屬是首選。它們具有很大的優(yōu)勢：用于氣體存儲(chǔ)，如燃料電池中的氫存儲(chǔ)；在催化方面，它們?nèi)〈朔浅０嘿F的金屬；在傳感器中；在藥物輸送方面——抗癌藥物和其他具有嚴(yán)重副作用的藥物可以被困在MOF的多孔范圍內(nèi)，以小劑量穩(wěn)定釋放。

二、沸石理化結(jié)構(gòu)的特殊性

另外，值得一提的是，天然沸石作為二氧化硅和氧化鋁形成的高度多孔的3-D網(wǎng)格。在自然界中，它們發(fā)生在火山流出物與水相遇的地方。合成沸石已被證明是一個(gè)巨大而低成本的福音。在大流行期間進(jìn)入我們?cè)~典的一種生物醫(yī)學(xué)設(shè)備是制氧機(jī)。該設(shè)備將氧氣凈化的規(guī)模從工業(yè)規(guī)模的工廠降低到一個(gè)人所需的量。該技術(shù)的核心是二氧化硅和氧化鋁的合成框架，具有剛性和不靈活的納米級(jí)孔。一種此類材料的珠子，即沸石13X，直徑約為一毫米，被裝入氧氣濃縮器中的兩個(gè)圓柱體中。

這里的化學(xué)反應(yīng)專門用于從空氣中分離氧氣和氮?dú)獾娜蝿?wù)。作為高度多孔的沸石珠，其表面積約為每克500平方米。在塔內(nèi)高壓下，氮與沸石在化學(xué)上緊密結(jié)合。帶負(fù)電荷的沸石與氮的不對(duì)稱核（四極矩）之間的相互作用使其優(yōu)先吸附在沸石表面。氧氣保持游離狀態(tài)，因此被富集。空氣中含有78%的氮?dú)狻?0.9%的氧氣和少量的氬氣、二氧化碳等。一旦氮?dú)獗蛔柚梗瑥乃辛鞒龅氖?0%以上的氧氣。在此之后，降低塔內(nèi)的壓力會(huì)釋放出被沖洗掉的氮?dú)猓⒂眯迈r空氣重復(fù)該循環(huán)。