シリカゲル乾燥剤の適用範囲に関する研究

製造や生活において、シリカゲルはN2、空気、水素、天然ガス[1]などの乾燥に使用できます。酸性かアルカリ性かによって、乾燥剤は酸性乾燥剤、アルカリ性乾燥剤、中性乾燥剤に分類できます[2]。シリカゲルはNH3、HCl、SO2などを乾燥させる中性乾燥剤のように見えます。しかし、原理的には、シリカゲルはオルトケイ酸分子の三次元分子間脱水で構成されており、主成分はSiO2で、表面には水酸基が豊富にあります（図1参照）。シリカゲルが水を吸収できる理由は、シリカゲルの表面にあるケイ素水酸基が水分子と分子間水素結合を形成できるため、水を吸着して乾燥の役割を果たすことができるからです。変色シリカゲルにはコバルトイオンが含まれており、吸着水が飽和に達すると、変色シリカゲル中のコバルトイオンが水和コバルトイオンとなり、青色のシリカゲルがピンク色に変わります。ピンク色のシリカゲルを200℃で一定時間加熱すると、シリカゲルと水分子間の水素結合が切断され、変色したシリカゲルは再び青色に戻るため、図1に示すように、ケイ酸とシリカゲルの構造図を再利用できます。したがって、シリカゲルの表面は水酸基が豊富なので、シリカゲルの表面はNH3やHClなどとも分子間水素結合を形成する可能性があり、NH3やHClの乾燥剤として作用する方法はなく、既存の文献には関連する報告はありません。では、結果はどうだったのでしょうか。この主題では、以下の実験的研究を行いました。