活性アルミナとモレキュラーシーブの違いは？

活性アルミナとモレキュラーシーブは、工業生産において一般的に使用される吸着剤であり、かけがえのない役割を果たしている。活性アルミナとモレキュラーシーブの違いは何か？活性アルミナとモレキュラーシーブの違いは何なのか？今日は、構造、吸着性能、用途の側面から、それぞれの具体的な違いを分析してみよう。

活性アルミナとモレキュラーシーブの構造の違い

活性アルミナとモレキュラーシーブは、ともに高気孔率・高分散の固体材料であり、大きな比表面積を持つ。しかし、活性アルミナとモレキュラーシーブの違いは、細孔構造の分布から見ることができる。活性アルミナの細孔構造分布は比較的無秩序であり、細孔径分布比は一般にミクロ孔、メソ孔、マクロ孔である。活性アルミナの細孔分布は不均一である。

しかし、モレキュラーシーブは違う。モレキュラーシーブの構造には、均一な大きさの規則正しい細孔が多数存在する。シリカとアルミナの分子比の違いにより、細孔径の異なるモレキュラーシーブが得られる。そのモデルには次のようなものがあります：3Aモレキュラーシーブ、4Aモレキュラーシーブ、5Aモレキュラーシーブ、13Xモレキュラーシーブなどがあります。したがって、基本的には細孔構造の分布から活性アルミナとモレキュラーシーブの違いを理解することができます。

活性アルミナとモレキュラーシーブの吸着性能の違い

活性アルミナは細孔分布が不均一で選択性に劣るが、モレキュラーシーブよりも機械的強度が高く、比表面積が大きく、水に対する吸着極性が特殊である。そのため、日常の工業生産では、活性アルミナは乾燥剤として使用されることが多く、触媒担体として使用することで、触媒に耐圧性や耐高温性などの特性を持たせることもできる。
活性アルミナは、多孔質構造、高い比表面積、不安定な遷移状態により強い活性を持つ。吸着飽和後は175～315℃程度で加熱して水分を除去し、何度も回収することができる。乾燥剤として使用されるだけでなく、潤滑油から酸素、水素、二酸化炭素、天然ガス、蒸気を吸収することもできる。

モレキュラーシーブの吸着・分離性能は、細孔径と細孔容積に依存する。モレキュラーシーブの細孔は均一に分布しているため、その選択的吸着特性は活性アルミナよりもはるかに優れている。モレキュラーシーブの吸着は物理的変化のプロセスである。モレキュラーシーブの吸着の主な理由は、固体表面の分子の重力によって生じる「表面力」である。流体が流れると、流体中の一部の分子が不規則な動きによってモレキュラーシーブの表面に衝突し、モレキュラーシーブ表面上の分子の濃度が低下するため、流体中のそのような分子の数が減少し、分離除去の目的が達成されます。実際、一般的に言えば、モレキュラーシーブは気体や液体の分子をふるいにかけるようなもので、分子の大きさによって吸着するかどうかを判断していると理解できる。飽和後は、モレキュラーシーブも活性アルミナも再生のために加熱することができる。吸着と再生は、吸着性能と活性が一定の範囲に低下するまで何度も使用できる。

活性アルミナとモレキュラーシーブの用途の違い

活性アルミナは工業用乾燥剤と呼ぶことができます。産業界で一般的に使用されている風圧乾燥装置の80%以上は活性アルミナであり、一般的に-40℃に達することができます。モレキュラーシーブは乾燥深度が深い場合にのみ使用されます。活性アルミナ乾燥剤を使用して乾燥できるガスは主にアセチレン、分解ガス、コークス炉ガス、水素、酸素、空気、エタン、塩化水素、プロパン、アンモニア、エチレン、硫化水素、プロピレン、アルゴン、メタン、二酸化硫黄、二酸化炭素、天然ガス、ヘリウム、窒素、塩素などです。

モレキュラーシーブは強い親水性を持つ。工業生産では、ガス中の水分を非常に低くコントロールする必要がある場合があります。このとき、活性アルミナの乾燥深度では要求を満たすことができないが、モレキュラーシーブなら非常に低い水分レベルでも吸着することができ、モレキュラーシーブの乾燥深度は-70℃に達することがある。この時点で問題が生じる。モレキュラーシーブの乾燥深度は非常に高い。なぜモレキュラーシーブを使わないのか？最初のモレキュラーシーブのコストが高すぎるということは理解できません。そのような高い要求がなければ、時には無駄が生じます。もう一つは、両者の吸着条件の違いである。ガス水分が多い場合、活性アルミナの吸水率はモレキュラーシーブよりはるかに高くなる。同じ条件下では、モレキュラーシーブには活性アルミナが存在しないが、これは明らかに分子構造によるものである。しかし、含水率が非常に低い場合、モレキュラーシーブの吸水率は活性アルミナよりも強くなります。実際、活性アルミナとモレキュラーシーブを組み合わせて使用することで、それぞれの長所を十分に発揮し、合理的に使用することができ、半分の労力で2倍の結果を得ることができる場合もあります。