モレキュラーシーブとは？

モレキュラーシーブを使用して、気体や液体を乾燥または吸収します。 モレキュラーシーブは、通常ゼオライトと呼ばれるアルミノケイ酸塩化合物である多孔質材料でできており、分子レベルで物質を分離するために使用されます。 乾燥剤または乾燥剤として主に使用されるこれらのふるいは、ガス精製のために石油産業でもよく使用されます。

砂から岩石を分離するためにふるいが使用されるように、分子ふるいは小さな分子から大きな分子を分離します。 たとえば、水分子の分子半径は0.193 nmで、アセトン分子の半径は0.308 nmです。 アセトン溶液をモレキュラーシーブに注ぐと、小さな水分子がシーブを通過し、大きなアセトン分子が残り、アルコールが乾燥します。 2つの分子が同じサイズの場合、分子ふるいは分子の極性に基づいて分子を分離することもできます。 より極性の高い分子は、小さな分子であるかのように吸収されます。

岩石を砂から分離するふるいとは異なり、モレキュラーシーブは小さな分子が単純にそれらを通過することを許可しません。 代わりに、これらの分子はふるいに吸収されます。 ふるい構造の空のスペース、細孔はこれらの小さな分子を保持するため、ふるいの有効性は、細孔のサイズだけでなく、ふるいの構造内で利用可能な空きスペースの量にも依存します。

モレキュラーシーブは、重量の約24％を吸収できます。 水が多孔質の穴に吸収され、乾燥または精製された材料が回収されると、水はさまざまな方法で除去できます。 熱はふるいの分子構造を変化させないため、ふるいを250°Cに2時間加熱し、湿った空気との接触を最小限に抑えて冷却することで水を除去することがよくあります。

結晶構造のモレキュラーシーブの多孔質材料は、完全に均一な細孔サイズを持っています。 ただし、これらのサイズはふるいの種類によって異なります。 断熱ガラスモレキュラーシーブ、タイプ3A〜5A、タイプ13Xなど、いくつかのタイプがあります。

断熱ガラスの分子ふるいは、断熱ガラスの製造に特に使用されます。 それらは、ガラスの表面に水が蓄積するのを防ぎます。 3Aおよび4Aのふるいは万能乾燥剤です。 3Asは、主に炭化水素の乾燥または脱水に使用されます。 これは、前の例でアセトンを乾燥するために使用されるふるいのタイプです。 4Aふるいは、乾燥を確実にするために、電気部品や薬剤包装などの閉鎖システムで使用されます。

5Aふるいは、天然ガスから不要な硫化水素、非常に有毒なガス、および二酸化炭素を除去するために使用されます。 これらはしばしば石油産業で使用されます。 13Xふるいは​​、商業的にガスの乾燥にのみ使用されます。