二甲基亚砜(DMSO,分子式C₂H₆OS)是一种有机溶剂,因其高极性、强溶解性和生物渗透性,在医药、化工、电子等领域广泛应用。
然而,其强吸湿性(在60%湿度下可吸收自身重量70%的水分)常导致储存和使用过程中水分超标,影响反应效率甚至引发副反应。
分子筛干燥技术凭借其高效、可控的优势、低成本,成为去除DMSO中水分的首选方法。
二甲基亚砜的应用领域
医药领域:作为药物载体和透皮促进剂,DMSO可增强药物吸收效率,但水分会降低其渗透性,影响药效。
化工合成:DMSO是丙烯腈聚合、聚氨酯合成等反应的关键溶剂,水分会引发链转移反应,导致聚合物分子量分布变宽。
电子工业:用于清洗电子元件时,水分残留可能引发短路或腐蚀。
生物保存:在蛋白质低温保存中,DMSO与蛋白质溶液按9:1混合后需在-20℃下储存,水分会加速蛋白质变性。
分子筛的作用机制
分子筛是一种铝硅酸盐晶体,其内部孔道尺寸均匀(如3Å分子筛孔径约0.3nm),可通过物理吸附选择性吸水。
其干燥过程分为三步:
加压吸附:增加压力有助于提高吸水量。
加热脱附:降低压力提高温度,吸附饱和的分子筛会把水分释出。
进一步再生:用干燥高温氮气吹扫分子筛,深度再生活化。
分子筛干燥的优势
高效性:4Å分子筛对水分的静态吸附容量可达22%以上。
选择性:仅吸附能通过分子筛孔道的水分自杀,对DMSO无影响。
可重复性:通过再生处理,分子筛可循环使用,降低干燥处理成本。
分子筛的选择
4Å分子筛:孔径0.4nm,适用于去除DMSO中的微量水分(<0.5%),是工业中最常用型号。
3Å分子筛:孔径更小(0.3nm),可用于深度干燥。
推荐方案:
实验室静态浸泡:采用4Å分子筛,按DMSO体积的10%添加(如100mL DMSO加10g分子筛)。
工业动态干燥规模:将分子筛填充干燥塔内,溶剂缓慢流过分子筛吸附除水,提高处理效率。
注意事项
装填:装填紧实避免塔内分子筛相互碰撞产生损耗和粉尘。
用量:通过流速和处理量精算到分子筛使用量,之余需要增加5%左右的富余装填量。
防护:操作时需佩戴防毒面具、耐化学腐蚀手套和护目镜,避免DMSO通过皮肤渗透携带有毒物质。