분자체는 균일한 크기의 기공(아주 작은 구멍)을 가진 물질입니다. 이러한 기공 직경은 작은 분자와 크기가 유사하므로 큰 분자는 들어가거나 흡착될 수 없지만 작은 분자는 들어갈 수 있습니다. 분자 혼합물이 체(또는 매트릭스)라고 불리는 다공성 반고체 물질의 고정층을 통해 이동함에 따라 분자 기공을 통과할 수 없는 가장 높은 분자량의 구성 요소가 먼저 층을 떠납니다. 이어서 더 작은 분자가 이어집니다. 일부 분자체는 크기에 따라 분자를 분류하는 분리 기술인 크기 배제 크로마토그래피에 사용됩니다. 다른 분자체가 건조제로 사용됩니다(예: 활성탄 및 실리카겔 포함).
분자체의 기공 직경은 Ångströms(Å) 또는 나노미터(nm) 단위로 측정됩니다. IUPAC 표기법에 따르면 미세다공성 물질은 기공 직경이 2 nm(20 Å) 미만이고 거대 다공성 물질은 기공 직경이 50 nm(500 Å)보다 큽니다. 따라서 메조다공성 범주는 기공 직경이 2~50nm(20~500Å)인 중간에 있습니다.
재료
분자체는 미세다공성, 중간다공성 또는 거대다공성 물질일 수 있습니다.
미세다공성 물질(
●제올라이트(알루미노규산염 광물, 규산알루미늄과 혼동하지 마세요)
●제올라이트 LTA: 3~4Å
●다공성 유리: 10Å(1nm) 이상
●활성탄: 0~20Å(0~2nm) 이상
●점토
●몬모릴로나이트 인터믹스
●할로이사이트(엔델라이트): 두 가지 일반적인 형태가 발견되는데, 점토는 수화되었을 때 층 간격이 1nm이고, 탈수되었을 때(메타할로이사이트) 간격은 0.7nm입니다. 할로이사이트는 직경이 평균 30nm이고 길이가 0.5~10마이크로미터인 작은 원통형으로 자연적으로 발생합니다.
메조다공성 물질(2~50 nm)
이산화규소(실리카겔 제조에 사용): 24 Å(2.4 nm)
거대다공성 물질(>50 nm)
거대다공성 실리카, 200~1000Å(20~100nm)
응용프로그램[편집]
분자체는 석유 산업, 특히 가스 흐름 건조에 자주 사용됩니다. 예를 들어, 액화천연가스(LNG) 산업에서는 얼음이나 메탄 포접산염으로 인한 막힘을 방지하기 위해 가스의 수분 함량을 1ppmv 미만으로 줄여야 합니다.
실험실에서는 용매를 건조시키기 위해 분자체를 사용합니다. "체"는 종종 공격적인 건조제를 사용하는 전통적인 건조 기술보다 우수한 것으로 입증되었습니다.
제올라이트라는 용어로 분자체는 광범위한 촉매 응용 분야에 사용됩니다. 이들은 이성질체화, 알킬화 및 에폭시화를 촉매하며 수소화분해 및 유동 촉매 분해를 포함한 대규모 산업 공정에 사용됩니다.
또한 스쿠버 다이버와 소방관이 사용하는 호흡 장치용 공기 공급 장치의 여과에도 사용됩니다. 이러한 응용 분야에서 공기는 공기 압축기에 의해 공급되고 응용 분야에 따라 분자체 및/또는 활성탄으로 채워진 카트리지 필터를 통과하여 최종적으로 호흡 공기 탱크를 충전하는 데 사용됩니다. 이러한 여과를 통해 미립자를 제거할 수 있습니다. 호흡 공기 공급 장치의 압축기 배기 제품.
FDA 승인.
미국 FDA는 2012년 4월 1일자로 21 CFR 182.2727에 따라 소모품과 직접 접촉하는 알루미노규산나트륨을 승인했습니다. 이 승인 이전에 유럽 연합은 의약품에 분자체를 사용했으며 독립적인 테스트에서는 분자체가 모든 정부 요구 사항을 충족하지만 업계에서는 정부 승인에 필요한 값비싼 테스트에 자금을 지원하는 것을 꺼려했습니다.
재건
분자체 재생 방법에는 압력 변화(산소 농축기에서와 같이), 운반 가스를 사용한 가열 및 퍼지(에탄올 탈수에서 사용되는 경우와 같이) 또는 고진공 하에서 가열이 포함됩니다. 재생 온도 범위는 분자체 유형에 따라 175°C(350°F)~315°C(600°F)입니다. 대조적으로, 실리카겔은 일반 오븐에서 2시간 동안 120°C(250°F)로 가열하여 재생될 수 있습니다. 그러나 일부 유형의 실리카겔은 충분한 물에 노출되면 "팝니다". 이는 물과 접촉할 때 실리카 구체가 파손되어 발생합니다.
| 모델 | 기공직경(옹스트룀) | 부피 밀도(g/ml) | 흡착수(%(w/w)) | 마모 또는 마모, W(%w/w) | 용법 |
| 3Å | 3 | 0.60~0.68 | 19~20 | 0.3~0.6 | 건조~의석유 분해가스 및 알켄, H2O의 선택적 흡착절연유리(IG)폴리우레탄, 건조에탄올 연료가솔린과 혼합하기 위해. |
| 4Å | 4 | 0.60~0.65 | 20~21 | 0.3~0.6 | 물의 흡착알루미노규산나트륨이는 FDA 승인을 받았습니다(참조:아래에) 내용물을 건조하게 유지하기 위해 의료용 용기의 분자체로 사용됩니다.식품 첨가물데전자번호E-554(고결방지제); 폐쇄된 액체 또는 가스 시스템(예: 약물, 전기 부품 및 부패하기 쉬운 화학 물질 포장)의 정적 탈수에 적합합니다. 인쇄 및 플라스틱 시스템의 물 청소 및 포화 탄화수소 흐름 건조. 흡착된 종에는 SO2, CO2, H2S, C2H4, C2H6 및 C3H6이 포함됩니다. 일반적으로 극성 및 비극성 매체의 범용 건조제로 간주됩니다.[12]분리천연가스그리고알켄, 비질소에 민감한 물의 흡착폴리우레탄 |
| 5Å-DW | 5 | 0.45~0.50 | 21~22 | 0.3~0.6 | |
| 5Å 작은 산소가 풍부한 | 5 | 0.4–0.8 | ≥23 | 의료용 또는 건강한 산소 발생기를 위해 특별히 설계되었습니다.인용이 필요함] | |
| 5Å | 5 | 0.60~0.65 | 20~21 | 0.3~0.5 | |
| 10배 | 8 | 0.50~0.60 | 23~24 | 0.3~0.6 | 가스 및 액체의 건조, 탈탄, 탈황 및 분리에 사용되는 고효율 흡착방향족 탄화수소 |
| 13X | 10 | 0.55~0.65 | 23~24 | 0.3~0.5 | 석유가스 및 천연가스의 건조, 탈황, 정제 |
| 13X-AS | 10 | 0.55~0.65 | 23~24 | 0.3~0.5 | 탈탄공기 분리 산업의 건조, 산소 농축기의 산소에서 질소 분리 |
| Cu-13X | 10 | 0.50~0.60 | 23~24 | 0.3~0.5 |
흡착능력
3Å
대략적인 화학식: ((K2O)2⁄3 (Na2O)1⁄3) • Al2O3• 2 SiO2 • 9/2 H2O
실리카-알루미나 비율: SiO2/Al2O3≒2
생산
3A 분자체는 다음의 양이온 교환에 의해 생성됩니다.칼륨~을 위한나트륨4A 분자체에서(아래 참조)
용법
3Å 분자체는 직경이 3Å보다 큰 분자를 흡착하지 않습니다. 이러한 분자체의 특징으로는 빠른 흡착 속도, 빈번한 재생 능력, 우수한 파쇄 저항성 및오염 저항. 이러한 기능은 체의 효율성과 수명을 모두 향상시킬 수 있습니다. 3Å 분자체는 석유 정제, 중합 및 화학 가스-액체 심층 건조를 위해 석유 및 화학 산업에서 필요한 건조제입니다.
3Å 분자체는 다음과 같은 다양한 재료를 건조하는 데 사용됩니다.에탄올, 공기,냉매,천연가스그리고불포화 탄화수소. 후자에는 분해 가스가 포함됩니다.아세틸렌,에틸렌,프로필렌그리고부타디엔.
3Å 분자체는 에탄올에서 수분을 제거하는 데 사용되며, 이는 나중에 바이오 연료로 직접 사용되거나 간접적으로 화학, 식품, 의약품 등과 같은 다양한 제품을 생산하는 데 사용될 수 있습니다. 일반적인 증류로는 에탄올 생성으로 인해 에탄올 공정 흐름에서 모든 물(에탄올 생산에서 바람직하지 않은 부산물)을 제거할 수 없기 때문에공비혼합물중량 기준 약 95.6% 농도의 분자체 비드는 물을 비드에 흡착시키고 에탄올이 자유롭게 통과하도록 함으로써 분자 수준에서 에탄올과 물을 분리하는 데 사용됩니다. 비드에 물로 가득 차면 온도나 압력을 조작하여 분자체 비드에서 물이 방출되도록 할 수 있습니다.[15]
3Å 분자체는 상대습도가 90% 이하인 실온에서 보관됩니다. 감압하에 밀봉되어 물, 산, 알칼리로부터 멀리 떨어져 있습니다.
4Å
화학식: Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O
실리콘-알루미늄 비율: 1:1(SiO2/Al2O3≒2)
생산
4Å 체의 생산은 고압이나 특별히 높은 온도가 필요하지 않기 때문에 비교적 간단합니다. 일반적으로 수용액규산나트륨그리고알루민산나트륨80 °C에서 결합됩니다. 용매에 함침된 제품은 400°C에서 "굽음"에 의해 "활성화"됩니다. 4A 체는 다음을 통해 3A 및 5A 체의 전구체 역할을 합니다.양이온 교환~의나트륨~을 위한칼륨(3A의 경우) 또는칼슘(5A용)
용법
건조 용제
4Å 분자체는 실험실 용매를 건조하는 데 널리 사용됩니다. 이 물질은 물과 NH3, H2S, SO2, CO2, C2H5OH, C2H6, C2H4 등 임계 직경이 4Å 미만인 기타 분자를 흡수할 수 있습니다. 이는 액체 및 가스(예: 아르곤 제조)의 건조, 정제 및 정제에 널리 사용됩니다.
폴리에스테르계 첨가제[편집하다]
이 분자체는 다음을 통해 탈염수를 생성할 수 있으므로 세제를 보조하는 데 사용됩니다.칼슘이온 교환, 먼지 퇴적을 제거하고 방지합니다. 대체하는데 널리 사용됩니다.인. 4Å 분자체는 세제가 환경에 미치는 영향을 완화하기 위해 세제 보조제인 트리폴리인산나트륨을 대체하는 중요한 역할을 합니다. 그것은 또한로 사용될 수 있습니다비누형성제 및치약.
유해폐기물 처리
4Å 분자체는 다음과 같은 양이온종의 하수를 정화할 수 있습니다.암모늄이온, Pb2+, Cu2+, Zn2+ 및 Cd2+. NH4+의 높은 선택성으로 인해 전투 현장에서 성공적으로 적용되었습니다.부영양화과도한 암모늄 이온으로 인한 수로의 기타 영향. 4Å 분자체는 산업 활동으로 인해 물에 존재하는 중금속 이온을 제거하는 데에도 사용되었습니다.
기타 목적
그만큼야금 산업: 분리제, 분리, 염수칼륨 추출,루비듐,세슘, 등.
농업:토양 개량제
약: 은을 로드하다비석항균제.
5Å
화학식: 0.7CaO·0.30Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O
실리카-알루미나 비율: SiO2/Al2O3≒2
생산
5A 분자체는 다음의 양이온 교환에 의해 생성됩니다.칼슘~을 위한나트륨4A 분자체에서(위 참조)
용법
다섯-앙스트룀(5Å) 분자체는 종종석유산업, 특히 가스 흐름 정화 및 분리를 위한 화학 실험실에서 사용됩니다.화합물및 건조반응 출발물질. 정확하고 균일한 크기의 작은 기공을 가지고 있으며 주로 기체 및 액체의 흡착제로 사용됩니다.
Five-ångström 분자체를 사용하여 건조합니다.천연가스, 공연과 함께탈황그리고탈탄소화가스의. 또한 분지형 및 다환형 탄화수소에서 산소, 질소, 수소의 혼합물과 오일-왁스 n-탄화수소를 분리하는 데에도 사용할 수 있습니다.
Five-ångström 분자체는 실온에서 보관됩니다.상대습도판지 통이나 상자 포장에서는 90% 미만입니다. 분자체는 공기와 물에 직접 노출되어서는 안 되며, 산과 알칼리를 피해야 합니다.
분자체의 형태
분자체는 다양한 모양과 크기로 제공됩니다. 그러나 구형 비드는 압력 강하가 더 낮고, 모서리가 뾰족하지 않아 마모에 강하고, 강도가 좋습니다. 즉, 단위 면적당 요구되는 파쇄력이 더 높다는 점에서 다른 모양보다 유리합니다. 특정 구슬형 분자체는 낮은 열용량을 제공하므로 재생 중 에너지 요구 사항이 낮습니다.
구슬형 분자체를 사용하는 또 다른 장점은 벌크 밀도가 일반적으로 다른 모양보다 높기 때문에 동일한 흡착 요구 사항에 대해 필요한 분자체 부피가 적다는 것입니다. 따라서 병목 현상 제거를 수행하는 동안 구슬형 분자체를 사용하고 동일한 부피에 더 많은 흡착제를 로드하고 용기 변형을 피할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 7월 18일
