분자체는 매우 작고 균일한 크기의 구멍을 가진 다공성 물질입니다. 주방용 체와 비슷하게 작동하지만 분자 수준에서 다양한 크기의 분자가 포함된 기체 혼합물을 분리하는 데 사용됩니다. 구멍보다 작은 분자만 통과할 수 있고, 큰 분자는 차단됩니다. 분리하려는 분자의 크기가 같을 경우에는 극성을 이용하여 분리할 수도 있습니다. 분자체는 습기 제거 건조제로 사용되어 제품의 변질을 방지하는 등 다양한 용도로 활용됩니다.
분자체의 종류
분자체는 3A, 4A, 5A, 13X 등 다양한 종류가 있습니다. 숫자는 기공의 크기와 분자체의 화학적 조성을 나타냅니다. 기공 크기를 조절하기 위해 칼륨, 나트륨, 칼슘 이온의 조성을 변화시킵니다. 분자체마다 메쉬 수가 다릅니다. 메쉬 수가 적은 분자체는 기체 분리에 사용되고, 메쉬 수가 많은 분자체는 액체 분리에 사용됩니다. 분자체의 다른 중요한 매개변수로는 형태(분말 또는 비드), 부피 밀도, pH, 재생(활성화) 온도, 수분 함량 등이 있습니다.
분자체 vs. 실리카겔
실리카겔 또한 습기 제거용 제습제로 사용될 수 있지만 분자체와는 매우 다릅니다. 둘 중 하나를 선택할 때 고려해야 할 다양한 요소로는 조립 방식, 압력 변화, 습도, 기계적 힘, 온도 범위 등이 있습니다. 분자체와 실리카겔의 주요 차이점은 다음과 같습니다.
분자체의 흡착 속도는 실리카겔보다 빠릅니다. 이는 분자체가 속건성 물질이기 때문입니다.
분자체는 실리카겔보다 고온에서 더 잘 작동하는데, 이는 분자체의 구조가 더 균일하여 물과 강하게 결합하기 때문입니다.
낮은 상대 습도에서 분자체의 흡착 능력은 실리카겔보다 훨씬 뛰어납니다.
분자체의 구조는 정형화되어 있고 균일한 기공을 가지는 반면, 실리카겔의 구조는 비정형적이며 불규칙한 기공이 다수 존재한다.
분자체를 활성화하는 방법
분자체를 활성화하기 위한 기본 요건은 초고온에 노출시키는 것이며, 흡착 물질이 기화될 정도로 충분히 높은 온도가 필요합니다. 필요한 온도는 흡착 대상 물질과 흡착제의 종류에 따라 달라집니다. 앞서 언급한 분자체 종류에 대해서는 170~315°C(338~600°F)의 일정한 온도 범위가 필요합니다. 흡착 대상 물질과 흡착제 모두 이 온도에서 가열됩니다. 진공 건조는 화염 건조에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 더 빠르게 이 과정을 수행할 수 있는 방법입니다.
활성화가 완료된 체는 이중으로 파라필름을 감싼 유리 용기에 보관하면 최대 6개월 동안 활성 상태를 유지할 수 있습니다. 체가 활성화되었는지 확인하려면 장갑을 착용한 상태에서 체를 손에 쥐고 물을 부어 보세요. 완전히 활성화된 경우 온도가 상당히 상승하여 장갑을 착용한 상태에서도 손으로 잡을 수 없게 됩니다.
분자체 활성화 과정에는 고온 및 화학 물질 취급이 포함되며, 이와 관련된 위험이 따르므로 개인 보호 장비(PPE), 장갑, 보안경 등의 안전 장비 착용을 권장합니다.
게시일: 2023년 5월 30일
