中国の吸着剤: 技術と応用? 

中国の吸着剤について話すとき、多くの人はすぐに大量の安価な活性炭を思い浮かべます。しかし、これは氷山の一角にすぎず、そのような単純化は今この市場で何が起こっているかを真に評価することを大きく妨げます。過去 10 年間にわたり、中国のメーカーは単純な吸着剤から複雑な機能性材料へと大きく飛躍してきましたが、このプロセスは必ずしも直線的ではなく、行き詰まりや予期せぬ画期的な進歩もありました。

「粉体」から構造体へ 技術の進化

以前は、確かに主な製品は炭素またはゼオライトをベースとした粉末および粒状の吸着剤でした。テクノロジーはしばしば「輸入」されました。または適応されました。現在、焦点は多孔質構造の制御に移っています。私たちは単に比表面積、たとえば 1000 m2/g について話しているのではなく、ミクロ細孔とメソ細孔がどのように分布しているかについて話しています。中国の研究所は、ZSM-5 や 13X などのゼオライトのこのプロセスを非常にうまく管理する方法を学び、特定のタスク、たとえば CO2 含有量の高い天然ガスを乾燥するためにゲル組成と結晶化条件を選択します。

しかし、ここには選択時によくある間違いがあります。仕様に「高い吸着能力」とあるでしょうか？窒素に関しては問題ありませんが、実際のプロセスでは、たとえば高湿度で有機蒸気を洗浄する場合など、材料が「チョーク」します。なぜなら、最初に水で満たされる細孔によって、同じ容量が達成されるからです。私は自分の経験からそれに対処しなければなりませんでした。優れたパスポートデータによると、彼らはバッチを購入したようですが、効率は半分に低下しました。メーカーが「乾燥」条件に合わせて材料を最適化したことが判明しました。臨床検査。

カーボン モレキュラー シーブ (CMS) の合成については別の話になります。中国企業、特に研究機関から成長した企業はここで大きな進歩を遂げた。細孔サイズを 0.3 ～ 0.9 nm のレベルで非常に正確に校正できます。これは、窒素と酸素などの分離に重要です。しかし、この技術は気まぐれなもので、炭化温度や前駆体の組成がわずかにずれると、バッチ全体が拒否されてしまいます。私が知っている山東省の工場では、このプロセスを安定させるのに 3 年を費やし、大量の原材料を失いました。

主要なアプリケーション: 本当に強い分野

以前は主な輸出品が冶金や単純な浄水に向けられていたが、現在ではニッチな分野ははるかに薄くなっている。成長ポイントの一つは、石油化学およびガス処理。パラキシレンの回収やノルマルパラフィンとイソパラフィンの分離用の中国製ゼオライトは、もはやコピー品ではなく、硫黄被毒に対する耐性が向上するなど、特性が変更された材料であることがよくあります。国内の製油所で活躍しています。

もう一つの有望な方向性は、環境保護これは一般的な意味ではなく、特に複雑な多成分の流れからの揮発性有機化合物 (VOC) の捕捉を指します。ここでは、含浸された炭素繊維と特定のポリマー吸着剤が組み合わされています。効率は高いですが、再生にはニュアンスがあります。一部の複合材料は、蒸気加熱を 5 ～ 7 サイクル繰り返すと、構造の完全性を失い、粉塵が発生し始めます。

エレクトロニクス産業用、つまりチップの製造に使用される不活性ガスの乾燥と精製用の吸着剤の開発を観察するのは興味深いことです。要件は法外なものです。中国の製造業者はまだリーダーではありませんが、すでに第二層および第三層の工場で製品の認定を受けている企業がいくつかあります。よりクリーンな生産を実現するには時間と投資が必要です。

材料の選択と使用に関する実践的な側面

これらの資料を扱うと、パスポートは対話の始まりにすぎないことがわかります。メーカーの技術者との対話は非常に重要です。彼らが流れの組成、温度、圧力、サイクルについて明確な質問をし始めたら、それは良い兆候です。彼らが単に価格表を破棄するのであれば、これは警鐘です。

実践的な教訓の 1 つは機械的強度です。中国の粒状吸着剤は 2010 年代初頭に「失われる」ことがよくありました。摩耗と潰れについて。現在は状況は改善されていますが、確認が必要です。私たちはかつてゼオライトを背の高い吸着器に置き、頻繁に圧力サイクルを行いました。 6 か月後、圧力損失が増加します。開封すると、下層が細かい粒子と塵になっていることがわかりました。その後、メーカーは顆粒の特別な硬化の段階を追加することで間違いを修正しました。

もう一つのポイントは、梱包と物流です。高品質の吸着剤は吸湿性があります。バッグの内層が間違っていたり破損していると、素材が高湿度で到着する可能性があり、積み込む前に乾燥させる必要がありますが、これは必ずしも便利とは限りません。これは小さなことのように思えますが、現場では多くの問題を引き起こします。

専門機関と企業の役割

進歩の原動力となったのは巨大企業ではなく、多くの場合大学や政府の研究センターからスピンオフした、高度に専門化された設計およびテクノロジー企業でした。より柔軟で、特定の注文に合わせて開発する準備ができています。そのような構造のほんの一例は次のとおりです成都宜之科技有限公司成都華西化工技術有限公司を基盤として設立された設計研究所です。現場での活動とポートフォリオから判断すると、yzkjhx.ruでは、大量生産ではなく、PSA (圧力駆動吸着) や TSA (温度再生吸着) などの吸着技術を使用したソリューションのエンジニアリングと開発に重点を置いています。

このような研究所は通常、独自の研究拠点とパイロット施設を持っています。彼らは単に「ゼオライトを購入する」だけでなく、吸着剤の選択、吸着剤の計算、再生モードなどの技術スキーム全体を検討することを提案するかもしれません。これは、製品の販売からソリューションの販売への重要な移行です。最終顧客にとって、特に新しい作品を作成する場合には、このアプローチが好まれることがよくあります。

情報によると、成都宜之科技有限公司は2013年に登録資本金1億2,000万元で設立され、親会社の真剣な意図と支援を示しています。このような組織は、多くの場合、学術機関での基礎研究と産業界の間の橋渡し役として機能し、研究室のサンプルを商品に開発します。

将来と現在の課題を見据えて

すべてはどこへ行くのでしょうか？明らかな傾向は、ハイブリッドおよび多機能素材です。たとえば、物質を捕捉するだけでなく、再生中にその場で分解する吸着触媒です。中国人研究者はこの分野で積極的に論文を発表しています。 2 つ目は、複雑な混合物の選択性を高めることであり、これには超分子細孔の設計を深く掘り下げる必要があります。

私の意見では、主な課題は技術的なものではなく、評判の問題です。 「安くて元気」の時代を経て 品質の安定性と信頼性をバッチごとに証明するには長い時間がかかります。これは生産規律と管理システムの問題です。これに投資した企業はすでに主導権を握っています。

そして最後は、生産そのもののエコロジーです。一部の吸着剤の合成方法自体は、非常に「汚い」場合があります。国内の規制と海外の顧客の両方からの圧力が高まっています。したがって、未来は、高い製品特性とその生産のグリーン原則を組み合わせることができる人に属します。これはおそらく業界全体にとっての次のフロンティアです。