PORESPHERE™ AL-W ermöglicht eine effiziente Adsorption bei hoher Luftfeuchte und zeigt eine Adsorptionsfähigkeit von 35 %, sowie die Fähigkeit, flüssiges Wasser zu adsorbieren. Es handelt sich um ein hochreines, engporiges Silicagel mit Alumina-Zusatz, das speziell für die effiziente Aufnahme von Feuchtigkeit und die Resistenz gegen flüssiges Wasser eingesetzt wird. Das Produkt ist auch unter schwierigen Bedingungen wie hoher Luftfeuchtigkeit oder bei Feuchtigkeitseinwirkung einsetzbar. PORESPHERE™ AL-W wird oft bei der Gasaufbereitung, in Umgebungen mit sehr hoher Luftfeuchtigkeit oder in Umgebungen mit viel Kondenswasser eingesetzt. Dieses Produkt hat keinen Farbindikator, und die entsprechende Sättigung mit Feuchtigkeit muss bestimmt werden. Dieses Silicagel wird oft bei Gasaufbereitung, Prozesslufttrocknung, chemischen Industrie oder Energiespeicherung eingesetzt.
Mikrostruktur und Porenaufbau
PORESPHERE™ AL-W ist ein Silicagel, das auf einem amorphen, dreidimensionalen Netzwerk aus Siliciumdioxid (SiO₂) basiert. Dieses Silicagel enthält einen Zusatz von Aluminiumoxid (Al₂O₃), der die chemische Zusammensetzung und die Oberflächenpolarität verändert. Beim PORESPHERE™ AL-W bilden sich teilweise Si–O–Al-Bindungen (Aluminol-Gruppen) anstelle der üblichen Si–O–Si-Brücken (Silanolgruppen), wie sie bei herkömmlichem Silicagel vorkommen. Diese heteroatomaren Bindungen sind energetisch stabiler und weisen eine deutlich höhere Hydrolyseresistenz auf. Auf diese Weise wird eine wesentlich höhere Hydrothermalstabilität erreicht. Die Porenstruktur führt zu einer leichten Verschiebung hin zu stabileren Mesoporen (2–50 nm), wodurch die Beweglichkeit des Wassers erleichtert wird.
Adsorptionsverhalten
PORESPHERE™ AL-W zeigt ein charakteristisches Adsorptionsverhalten an polarisierten Oberflächen, ohne dass chemische Bindungen entstehen (keine Chemisorption sondern Physisorption). Durch die jeweils partiell negativ und positiv geladenen Teilchen in den Silanol- und Aluminolgruppen und den daraus entstehenden Dipolcharakter werden stark polare Wassermoleküle an der Oberfläche angezogen. Durch die größere Anzahl an Mesoporen im Vergleich zu engporigem Zeoltith Typ A kann Wasser schnell in das Innere der Perlen diffundieren. Die maximale Gleichgewichtsbeladung ist zwar etwas geringer, dafür eignet sich dieses Silicagel besonders für hohe Luftfeuchte oder Prozesse, die schnelle Trocknung erfordern.
Da die Adsorption auf physikalischen Wechselwirkungen basiert, kann sie problemlos rückgängig gemacht werden. Durch Erhöhen der Temperatur lässt sich PORESPHERE™ AL-W vollständig regenerieren.
Temperaturabhängigkeit
Die Adsorptionskapazität von PORESPHERE™ AL-W ist wie bei jedem anderen Silicagel temperaturabhängig
| Temperatur / C | |
| < 20 | Die maximale Aufnahmefähigkeit hoch, Adsorptionsgeschwindigkeit geringer |
| 20 – 60 | Die maximale Aufnahmefähigkeit hoch, die Adsorptionsgeschwindigkeit geringer |
| > 60 | die Gleichgewichtsbeladung sinkt, die Adsorptionsgeschwindigkeit steigt |
Regeneration
PORESPHERE™ AL-W lässt sich bei einer Temperatur von 140 °C regenerieren. Dazu sollten die Perlen über mehrere Stunden gleichmäßig erhitzt werden. Temperaturen unter 100 °C reichen nicht aus, um die Trockenperlen vollständig zu regenerieren, während Temperaturen über 180 °C die Porenstruktur beschädigen können.
Thermische Regeneration von Silicagel und Vakuumregenration sind möglich.
Resistenz gegen Wasser
PORESPHERE™ AL-W wurde speziell entwickelt, um auch bei direktem Kontakt mit flüssigem Wasser stabil zu bleiben. Herkömmliche Materialien hingegen verlieren bei direktem Wasserkontakt ihre Funktionalität, da die Oberfläche beschädigt wird. Sie quellen auf, und die Perlen können sogar zerbrechen.
