एयरजेल और ज़ेरोगेल के बीच मुख्य अंतर यह है कि जब जेल से तरल को सुपरक्रिटिकल अवस्था में निकाला जाता है, तो एरोगेल बनता है, जबकि ज़ेरोगेल तब बनता है जब जेल से तरल कमरे के तापमान पर वाष्पित हो जाता है।
जेल आधारित नैनो adsorbents को मोटे तौर पर एरोजेल, हाइड्रोजेल और ज़ेरोजेल में वर्गीकृत किया जा सकता है। हम एरोजेल और ज़ेरोजेल को सूखे जैल के रूप में वर्णित कर सकते हैं जो सुखाने की प्रक्रिया के बाद अपनी झरझरा बनावट को बनाए रख सकते हैं। यह प्रतिधारण या तो पूर्ण या आंशिक हो सकता है। इन झरझरा जैल में आकर्षक गुण होते हैं जो सोल-जेल प्रसंस्करण के असाधारण लचीलेपन से उत्पन्न होते हैं। हम इसे विभिन्न सुखाने की तकनीकों के साथ जोड़ सकते हैं, जिससे एरोजेल या ज़ेरोजेल हो सकते हैं।
एरोजेल क्या है?
एरोजेल को एक ठोस के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो सुपरक्रिटिकल अवस्था में सूखने पर जेल से बनता है। एरोजेल में सुखाने की प्रक्रिया को फ्रीज-सुखाने, सुपरक्रिटिकल सुखाने, या परिवेश दबाव सुखाने के रूप में वर्णित किया जा सकता है। Airgel एक हल्का पदार्थ है और एक बड़े सतह क्षेत्र को प्रदर्शित करता है जो 200 - 1000 m2/g के बीच होता है। इसमें कई महत्वपूर्ण गुण हैं जैसे:
- बड़ी मात्रा में नियंत्रित रोमछिद्रों के आकार का वितरण
- एक उच्च चालकता
- पारदर्शिता
- एक कम घनत्व
- लचीलापन
- कम ढांकता हुआ स्थिरांक
- उच्च यांत्रिक शक्ति
चित्र 01: एरोजेल की एक शीशी
ये गुण एयरजेल को पानी के दूषित पदार्थों के सोखने जैसे अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक शक्तिशाली उम्मीदवार बनाते हैं। तुलनात्मक रूप से, इस प्रकार का जेल एक बड़े सतह क्षेत्र और एक बड़े छिद्र मात्रा के साथ सरंध्रता को प्रदर्शित करता है। विभिन्न प्रकार के एरोजेल हैं, जिनमें ग्रैफीन-आधारित एरोगल्स, सिलिका-आधारित एरोजेल, जिओलाइट-आधारित एरोजेल आदि शामिल हैं। ये एरोजेल के सबसे सामान्य उदाहरण हैं। इसके अलावा, इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के माध्यम से चयनात्मक सोखना में सुधार के लिए इन एरोगल्स को आसानी से संशोधित और कार्यात्मक किया जा सकता है।
ज़ेरोगेल क्या है?
जेरोजेल जेल का एक ठोस रूप है जिसे बिना किसी संकोचन के सुखाकर प्राप्त किया जाता है। xerogels की सुखाने की प्रक्रिया में पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके मानक परिस्थितियों में विलायक वाष्पीकरण शामिल है। ज़ेरोगेल उच्च तापीय स्थिरता वाले मेसोपोरस पदार्थ हैं। ज़ेरोगेल के सबसे महत्वपूर्ण गुण इस प्रकार हैं:
- गैर विषैले
- लागत प्रभावी
- जैव-संगत
- उच्च सतह क्षेत्र
- उच्च सरंध्रता
- आसानी से संशोधित किया जा सकता है
जेरोजेल के सबसे आम उदाहरण कार्बन आधारित जेरोजेल और सिलिका आधारित एरोजेल हैं। ये ज्यादातर जल शोधन के लिए अध्ययन हैं।
चित्र 02: झरझरा ज़ेरोगेल
सुखाने की प्रक्रिया पर विचार करते समय, किसी अन्य प्रक्रिया से प्राप्त एल्कोजेल या हाइड्रोजेल को ज़ेरोजेल में बदल दिया जाता है। इस प्रक्रिया में, मात्रा उस मात्रा से घट जाती है जो वाष्पीकरण द्वारा खोए गए तरल की मात्रा के बराबर होती है। इसके अलावा, जेल का संकोचन केशिका बलों की वजह से होता है जो छिद्र-भरने वाले तरल द्वारा छिद्र की दीवार पर लगाए जाते हैं। यह वह चरण है जहां मात्रा, वजन, घनत्व और संरचना में सबसे बड़ा परिवर्तन होता है।इसके बाद, संकोचन बंद हो सकता है क्योंकि सूखे जेल नेटवर्क कुछ काफी कठोरता तक पहुंच गया है।
एयरजेल और ज़ेरोगेल में क्या अंतर है?
एयरजेल और ज़ेरोजेल के बीच मुख्य अंतर यह है कि जब जेल से तरल को सुपरक्रिटिकल अवस्था में निकाला जाता है, तो एरोगेल बनता है, जबकि ज़ेरोगेल तब बनता है जब जेल से तरल कमरे के तापमान पर वाष्पित हो जाता है। इसके अलावा, एयरजेल का सतह क्षेत्र xerogel की तुलना में अपेक्षाकृत बड़ा होता है।
नीचे दिया गया इन्फोग्राफिक, साथ-साथ तुलना के लिए एयरजेल और ज़ेरोगेल के बीच अंतर को सारणीबद्ध रूप में प्रस्तुत करता है।
सारांश - एयरगेल बनाम ज़ेरोगेल
एरोजेल और ज़ेरोगेल महत्वपूर्ण प्रकार के ठोस जेल पदार्थ हैं। एयरजेल और ज़ेरोगेल के बीच मुख्य अंतर यह है कि जब जेल से तरल को सुपरक्रिटिकल अवस्था में निकाला जाता है, तो एरोगेल बनता है, जबकि ज़ेरोगेल तब बनता है जब जेल से तरल कमरे के तापमान पर वाष्पित हो जाता है।
