- 説明
- 異なる物質の分子は、吸着の優先順位とサイズによって区別されるため、この画像は「分子ふるい」と呼ばれている。
- 分子ふるい（合成ゼオライトとも呼ばれる）は、ケイ酸塩の微多孔性結晶です。基本骨格構造はアルミン酸ケイ素で構成され、結晶内の過剰な負電荷を中和するために金属カチオン（Na+、K+、Ca2+など）が添加されています。分子ふるいは、その結晶構造に基づいて、主にA型、X型、Y型に分類されます。
| ゼオライトセルの化学式 | Mx/n [(AlO.2) x (SiO.2) y]WH。2O. |
| Mx/n。 | 陽イオンは結晶を電気的に中性に保つ。 |
| (AlO2) x (SiO2) y | ゼオライト結晶の骨格には、さまざまな形状の穴やチャネルが存在する。 |
| H2O | 物理的に吸着した水蒸気 |
| 特徴 | 複数回の吸着および脱着を行うことができる |
| タイプA分子ふるい | | A型分子ふるいの主成分はアルミン酸ケイ素です。主結晶孔は八角形構造です。主結晶孔の開口径は4Å（1Å=10⁻¹⁰m）で、4A型（A型とも呼ばれる）分子ふるいとして知られています。4A型分子ふるいのNa⁺をCa²⁺と交換すると、開口径が5Aとなり、5A型（別名カルシウムA）分子ふるいとなります。4A型分子ふるいのK⁺をK⁺と交換すると、開口径が3Aとなり、3A型（別名カリウムA）分子ふるいとなります。 |
| X型分子ふるい |
| X分子ふるいの主成分はケイ素アルミン酸塩で、主な結晶孔は12個の要素からなる環状構造です。異なる結晶構造により、9～10Åの開口部を持つ分子ふるい結晶が形成され、これは13X（ナトリウムX型とも呼ばれる）分子ふるいと呼ばれます。13X分子ふるいでは、Na+がCa2+と交換され、8～9Åの開口部を持つ分子ふるい結晶が形成され、これは10X（カルシウムX型とも呼ばれる）分子ふるいと呼ばれます。 |
- 応用
- この物質の吸着は物理吸着（ファンデルワールス力）によるもので、結晶内部の強い極性とクーロン場によって、極性分子（水など）や不飽和分子に対して強い吸着能力を示す。
- 分子ふるいの開口部の分布は非常に均一であり、分子直径が穴の直径よりも小さい物質のみが分子ふるい内部の結晶孔に入ることができる。