ガス分離・精製プロセスで注目されるゼオライト5Aの高い性能は、分子ふるい(モレキュラーシーブ)の原則に基づくナノ構造に宿る。寧波イノファームケム株式会社が、この素材の科学背景を解説する。

ゼオライト5Aは、規則正しい三次元フレームワークをもつアルミノシリケート結晶。シリコン、アルミニウム、酸素原子が作るチャンネル径は合成段階で精密にコントロールされ、約5オングストローム(0.5 nm)に設定される。この均一な孔径が、分子の大きさによる「ふるい分け機能」をもたらす。

選択吸着は「運動分子径」を基準に動作する。5オングストロームより小さい分子は孔内へ容易に拡散し、内壁とのファンデルワールス力により留められる。逆に、これより大きい分子は物理的に排除され、ガス混合物から取り除かれるサイズ排除のメカニズムが実現される。

代表的なPSA(圧力スイングアドソープション)型水素精製では、H₂にCO₂、CH₄、CO、H₂Oなど不純物が共存する。水素単体は孔径を通過可能だが、極性分子や特定炭化水素に対するゼオライト5Aの高親和性がカギとなる。操作圧力下で不純物を選択的に吸着し、H₂を高濃度に濃縮するプロセスである。

吸着・脱着のサイクルも可逆的であり、加圧下で不純物を捕集し、減圧させることで緩やかに放出。ゼオライト5Aの高速吸着/高速脱着特性により、連続的な精製と吸着剤の迅速な再生が両立し、プロセスの高効率化に貢献する。

本科学的理解を踏まえ、産業界はより精度の高い精製設計を施すことが可能となる。寧波イノファームケム株式会社は、規格を厳格に管理したゼオライト5Aを供給。厳しい工業条件下でも安定した分子構造と吸着性能を維持し、水素精製をはじめとする各種気体分離において卓越した純度向上をもたらす。