Μοριακό Κόσκινο Ζεόλιθου

Μοριακό κόσκινο ζεόλιθου

Ο ζεόλιθος είναι ένα αργιλοπυριτικό άλας που αποτελείται από τετραέδρα AlO4 που αντικαθιστά τα τετράεδρα SiO4, με αποτέλεσμα ένα αρνητικό φορτίο που εξισορροπείται από ανταλλάξιμα κατιόντα που βρίσκονται στους πόρους και τις κοιλότητες σε όλη τη δομή. Σε γενικές γραμμές, η δέσμευση CO2 από ζεόλιθους εξαρτάται από παράγοντες όπως η δομή και η σύνθεση του πλαισίου του ζεόλιθου, τα κατιόντα και οι λειτουργικές ομάδες. Μεταξύ των πορωδών υλικών για το διαχωρισμό του CO2, οι ζεόλιθοι έχουν κερδίσει δημοτικότητα στην τεχνολογία προσρόφησης λόγω των πλεονεκτημάτων τους όπως η καλή διαθεσιμότητα, το χαμηλό κόστος, ο υψηλός ρυθμός δέσμευσης CO2, η γρήγορη κινητική και η καλή χημική και θερμική σταθερότητα.

Μεγάλη γκάμα εφαρμογών. Η ρύθμιση της δομής του πλαισίου, τα κατιόντα, η χημική τροποποίηση και η σύνθεση υλικού θεωρούνται αποτελεσματικές μέθοδοι για την απόδοση προσρόφησης και εκρόφησης CO2 υψηλών ζεολίθων. χρησιμοποίησε μοριακή προσομοίωση για την προσομοίωση 13Χ
Ανταλλαγή κατιόντων με διαφορετικές περιεκτικότητες Li+, K+ και Ca2+ σε ζεόλιθους. Η απόδοση προσρόφησης διαφόρων ζεολίθων ανταλλαγής κατιόντων για CO2 αξιολογήθηκε από τις πτυχές του όγκου πόρων, της ισόθερμης προσρόφησης, της θερμότητας προσρόφησης και της εκλεκτικότητας CO2/N2. Βρέθηκε ότι το μόριο CO2 έχει τετραπολική ροπή. , που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μικρότερους κατιονικούς ζεόλιθους όπως το Li+, η αναλογία πυριτίου προς αλουμίνιο έχει επίσης σημαντικό αντίκτυπο στην εκλεκτικότητα προσρόφησης του CO2. Calleja et al. διερεύνησε την επίδραση της αναλογίας Si/Al στην πολικότητα του ζεόλιθου και στην προσρόφηση CO2 προσαρμόζοντας την αναλογία Si/Al ζεόλιθου. Βρέθηκε ότι καθώς μειώνεται η αναλογία Si/Al, η επιλεκτικότητα του προσροφητικού για το CO2 αυξάνεται.

Ένα υλικό ζεόλιθου χωρίς συνδετικό υλικό με ιεραρχική δομή παρασκευάστηκε χρησιμοποιώντας τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης, η οποία έδειξε εξαιρετική μηχανική σταθερότητα και ικανότητα προσρόφησης CO2 245,52 mg/g υπό κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Ένα είδος υλικού ζεόλιθου παρασκευάστηκε στο 25. Ο ζεόλιθος RHO με πρόσμειξη χαλκού έχει χωρητικότητα CO2 3,2 mmol/g σε βαθμό, καθιστώντας τον μια τεχνολογία δέσμευσης άνθρακα προσρόφησης δυνητικής ταλάντωσης πίεσης. Η χημική τροποποίηση βελτιώνει αποτελεσματικά την εκλεκτικότητα προσρόφησης του ζεόλιθου για το CO2. Η μονοαιθανολαμίνη (MEA) και η αιθυλενοδιαμίνη (ED) στερεώνονται χημικά στο πλαίσιο του ζεόλιθου μέσω ιοντικών δεσμών για να ξεπεραστεί το πρόβλημα αποδόμησης των αμινών. Η παρασκευασμένη αμίνη@HY Το δείγμα έχει εξαιρετική επιλεκτικότητα προσρόφησης CO2 και έχει εξαιρετική θερμική σταθερότητα κύκλου υπό συνθήκες θερμοκρασίας προσρόφησης 90 βαθμών και θερμοκρασίας εκρόφησης 150 βαθμών. Αμίνες όπως μονοαιθανολαμίνη, τετρααιθυλοπεντβουτυλαμίνη και μορφολίνη φορτώθηκαν σε ζεόλιθο NaY. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι σε κανονική πίεση και θερμοκρασία 323 K, η αλληλεπίδραση μεταξύ των ομάδων αμίνης στην επιφάνεια του ζεόλιθου NaY και του CO2 είναι ο κύριος μηχανισμός προσρόφησής του. Σε σύγκριση με τον ενεργό άνθρακα, ο ζεόλιθος έχει καλύτερη ικανότητα δέσμευσης και υψηλότερη επιλεκτικότητα CO2/N2 στα καυσαέρια με χαμηλή μερική πίεση CO2 (15% CO2, 85% N2). Ωστόσο, υπάρχει επίσης το πρόβλημα της σημαντικής μείωσης της ικανότητας προσρόφησης σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και η ικανότητα προσρόφησης CO2 είναι αμελητέα πάνω από 200 βαθμούς. Η αντιστάθμιση μεταξύ της ικανότητας προσρόφησης, της κινητικής προσρόφησης και της μηχανικής σταθερότητας των ζεόλιθων παραμένει μια μεγάλη πρόκληση στις βιομηχανικές εφαρμογές τους. Z Πιλοτικές δοκιμές διεξήχθησαν σε μονάδα VPSA ενός σταδίου γεμάτη με ζεόλιθο 5Α και ζεόλιθο 13Χ. Για τη δέσμευση αφυγρανθέντων καυσαερίων με συγκέντρωση CO2 15,0%, ο ζεόλιθος 5Α μπορεί να φτάσει σε συγκέντρωση εμπλουτισμού από 71% έως 81%, και το ποσοστό ανάκτησης είναι 86% έως 91%. αν και ο ζεόλιθος13Χ έχει καλύτερη ικανότητα προσρόφησης CO2, αλλά έδειξε παρόμοια απόδοση με τον ζεόλιθο 5Α σε πιλοτικές δοκιμές λειτουργίας, με συγκέντρωση εμπλουτισμού 73% έως 82% και ποσοστό ανάκτησης 85% έως 95%. Ο κύριος λόγος είναι ότι η ισχυρότερη πολικότητα του 13X κάνει την εκρόφηση πιο ακριβή. Επομένως, κατά την εφαρμογή, η επιλογή του ζεόλιθου πρέπει να βασίζεται στις πραγματικές συνθήκες αερίου τροφοδοσίας και στα κινητικά χαρακτηριστικά προσρόφησης και εκρόφησης του ζεόλιθου.