乾燥剤と平衡湿度

質問

ドライボックスなどで乾燥状態をつくるとき，当然使用する乾燥剤の種類により，到達可能な平衡湿度があると思います．十分乾燥したゼオライトなら数ｐｐｍ程度の乾燥空気をつくれると思うのですがいかがでしょうか？　シリカゲルを使った場合はいかかがでしょうか？

回答No.3

Joe_Yesterday · ベストアンサー

平衡湿度はあるはずですが、私は非常に低い湿度を測定する測定器を知りません。いわゆる湿度計では0.1％位は誤差範囲に隠れてしまうので、PPMレベルの微量水分は全く別の方法で測定されるに違いありません。多分ゼオライトの場合は外挿法で限りなく湿度はゼロに近づいて行くと考えられるいう感じではなでしょうか。そんな期待を持たせられた製品でした。
水分を殆ど含まない新しいゼオライトとコップに入れた水を密閉容器に長時間並べて置いておくテストをした事があります。私の予想は裏切られ、非常に長い時間掛けても水はなかなか水は減らなかった。単純そうに見えて結構厄介なものかも知れないと思いました。
私がまだ学生だった40数年前頃はモレキュラーシーブ（分子篩）の名称でNaとかCaとかをコントロールすると色々制御できることで脚光を浴びていたのが今のゼオライトです。現在の言葉では「ナノテクノロジー」の走りかも知れません。しかし、ゼオライトが除湿剤としてあまり普及しないのは価格の問題意外に何か計算通りに行かない要因があり、難しいからではないでしょうか。
ゼオライトの吸湿性に関しては以下の文献が参考になると思います。
1, Simple suppressing method of thermal runaway in microwave heating of zeolite and its application: The Royal Society of Chemistry 2001; 2001年１月２６日発行
2. Quick Activation of Optimized Zeolites with Microwave Heating and Utilization of Zeolites for Reusable Desiccant:　2003年3月　Journal of Porous Materials 10　
1.2.共、豊橋科学技術大学　大串達夫、他の論文です。古い資料ですみません。
これらの文献でも平衡蒸気圧がどの位かは明記していませんが、ゼオライトの吸湿剤としての可能性を窺わせられます。ゼオライトには色々な種類があり、Na型・Ca型の混合比によっても特性が変化しますし、安い汚泥から作ったものもあるので、一概に「ゼオライト」では論じられないことが多いです。大串教授は吸湿量を測定して能力評価しているようですが、本当は加熱・冷却で活性化した直後に極微量の水分だけを吸湿する桁外れな能力を引き出そうとしているようにも思えます。Ppmオーダーの測定が難しいために間接的な方法を用いているような気がします。
通常除湿剤は黴や細菌を繁殖させないために用いますが、ppmオーダーの非常に湿気を嫌う分野があるとすれば、将来特殊なゼオライトが脚光を浴びることがあるかも知れません。私の知識は古いので、現在はもしかすると進歩しているかも知れません。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます．　概要が見えてきました．　ご紹介頂いた文献も調べて見ます．

回答No.2

noname#160321

ゼオライトに塩化コバルトを担持して「青ゼオライト」にした物も売っています。^^
ゼオライトの欠点は高温で処理すると構造変化を起こし買ってきたときの物理特性が維持されない点にあります。

シリカゲルは石英を加水分解したような構造なのでかなり熱には強いです。

いずれにせよ、ドライボックス中の雰囲気を撹拌したり、内部のガスを乾燥剤を充填した乾燥装置に強制的に通したりせねばなりません。

五酸化燐は乾燥能が高いですが、固体では強酸で酸を嫌う反応と共存させられませんし、潮解性があるため表面積の低下速度が非常に大きくとても使いづらいです。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。各種乾燥剤の特性についても解説頂き感謝いたします。
今回教えて頂きたかったのは、
…それぞれの平衡湿度があると思います．十分乾燥したゼオライトなら数ｐｐｍ程度の乾燥空気をつくれると思うのですがいかがでしょうか？　シリカゲルを使った場合の空気中の水分濃度はどれくらいになるかということでした。　こんな表現が正しいか分かりませんが、固気の平衡水分濃度（分配？）が知りたいことでした。知見がありましたら重ねてお教えください。

回答No.1

Joe_Yesterday

私の経験ではゼオライトは物性的にはより多くの水分を吸収する筈なのに、時間がかかり過ぎて実用的でないです。移動速度（吸着速度）が遅く平衡まで達するまで時間がかかりすぎ、実際には平衡にならないのだと思います。又、細かいペレット状のゼオライトから細かい粉末が出てきてしまうことや、シリカゲルのような着色インジケーターを混ぜられないことがあり、シリカゲルより扱いにくいです。吸着速度を速くする方法が確立されればゼオライトはシリカゲルより優れた性能を発揮できるはずですが・・・

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
今回教えて頂きたかったのは、
…それぞれの平衡湿度があると思います．十分乾燥したゼオライトなら数ｐｐｍ程度の乾燥空気をつくれると思うのですがいかがでしょうか？　シリカゲルを使った場合の空気中の水分濃度はどれくらいになるかということでした。　こんな表現が正しいか分かりませんが、固気の平衡水分濃度のことが知りたいことでした。知見がありましたら重ねてお教えください。