Għarbiel Molekulari taż-Żeolit

Għarbiel molekulari taż-żeolit

Iż-żeolit ​​huwa aluminosilicate magħmul minn AlO4 tetrahedra li jissostitwixxi SiO4 tetrahedra, li jirriżulta f'ċarġ negattiv li huwa bilanċjat minn katjoni skambjabbli li jinsabu fil-pori u l-kavitajiet fl-istruttura kollha. B'mod ġenerali, il-qbid tas-CO2 miż-żeoliti jiddependi fuq fatturi bħall-istruttura u l-kompożizzjoni tal-qafas taż-żeolit, katjoni, u gruppi funzjonali. Fost materjali porużi għas-separazzjoni tas-CO2, iż-żeoliti kisbu popolarità fit-teknoloġija tal-adsorbiment minħabba l-vantaġġi tagħhom bħal disponibbiltà tajba, prezz baxx, rata għolja ta 'qbid tas-CO2, kinetika veloċi, u stabbiltà kimika u termali tajba.

Firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet. L-aġġustament tal-istruttura tal-qafas, il-katjoni, il-modifika kimika u t-taħlit tal-materjal huma kkunsidrati li huma metodi effettivi għall-prestazzjoni ta 'assorbiment u desorbiment tas-CO2 ta' zeoliti għoljin. uża simulazzjoni molekulari biex jissimula 13X
Skambju ta' katjoni b'kontenut differenti ta' Li+, K+ u Ca2+ fiż-żeoliti. Il-prestazzjoni ta 'l-adsorbiment ta' diversi zeoliti ta 'skambju ta' katjoni għal CO2 ġiet evalwata mill-aspetti tal-volum tal-pori, iżoterma ta 'adsorbiment, sħana ta' adsorbiment u selettività CO2/N2. Instab li l-molekula tas-CO2 għandha mument quadrupole. , li jista 'jintuża ma' żeoliti katjoniċi iżgħar bħal Li +, il-proporzjon tas-silikon għall-aluminju għandu wkoll impatt sinifikanti fuq is-selettività ta 'l-adsorbiment tas-CO2. Calleja et al. esplora l-effett tal-proporzjon Si/Al fuq il-polarità taż-żeolite u l-assorbiment tas-CO2 billi aġġusta l-proporzjon taż-żeolite Si/Al. Jinstab li hekk kif il-proporzjon Si/Al jonqos, is-selettività tal-assorbent għal CO2 tiżdied.

Materjal taż-żeolite mingħajr binder bi struttura ġerarkika ġie ppreparat bl-użu tat-teknoloġija tal-istampar 3D, li wera stabbiltà mekkanika eċċellenti u kapaċità ta 'assorbiment ta' CO2 ta '245.52 mg/g taħt kundizzjonijiet ta' temperatura u pressjoni normali. Tip ta 'materjal taż-żeolit ​​ġie ppreparat f'25 Iż-żeolit ​​RHO drogat bir-ram għandu kapaċità ta' CO2 ta '3.2 mmol/g fi grad, li jagħmilha teknoloġija ta' qbid tal-karbonju ta 'assorbiment ta' pressjoni potenzjali. Il-modifika kimika ttejjeb b'mod effettiv is-selettività tal-adsorbiment taż-żeolit ​​għas-CO2. Monoethanolamine (MEA) u ethylenediamine (ED) huma ffissati kimikament mal-qafas taż-żeolite permezz ta 'bonds joniċi biex tingħeleb il-problema tad-degradazzjoni tal-amini. L-amine@HY ippreparat Il-kampjun għandu selettività eċċellenti ta 'adsorbiment tas-CO2, u għandu stabbiltà termali taċ-ċiklu eċċellenti taħt il-kundizzjonijiet ta' temperatura ta 'adsorbiment ta' 90 grad u temperatura ta 'desorbiment ta' 150 grad. Ammini bħal monoethanolamine, tetraethylpentbutylamine, u morpholine kienu mgħobbija fuq NaY zeolite. Ir-riżultati tar-riċerka juru li fi pressjoni normali u temperatura ta '323 K, l-interazzjoni bejn il-gruppi ta' amini fuq il-wiċċ taż-żeolit ​​NaY u CO2 hija l-mekkaniżmu ewlieni tal-assorbiment tiegħu. Meta mqabbel mal-karbonju attivat, iż-żeolit ​​għandu kapaċità ta 'qbid aħjar u selettività ogħla ta' CO2/N2 fil-gass taċ-ċumnija bi pressjoni parzjali baxxa ta 'CO2 (15% CO2, 85% N2). Madankollu, hemm ukoll il-problema ta 'tnaqqis sinifikanti fil-kapaċità ta' assorbiment f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja, u l-kapaċità ta' assorbiment tas-CO2 hija negliġibbli 'l fuq minn 200 grad. Il-kompromess bejn il-kapaċità ta 'adsorbiment, il-kinetika ta' l-adsorbiment u l-istabbiltà mekkanika taż-żeoliti tibqa 'sfida kbira fl-applikazzjonijiet industrijali tagħhom. It-testijiet Z Pilot run saru fuq unità VPSA ta 'stadju wieħed ippakkjat b'zeolite 5A u zeolite 13X. Għall-qbid ta 'gass taċ-ċmieni dehumidifikat b'konċentrazzjoni ta' CO2 ta '15.0%, 5A zeolite jista' jilħaq konċentrazzjoni ta 'arrikkiment ta' 71% sa 81%, u r-rata ta 'rkupru hija 86% sa 91%; għalkemm iż-żeolit13X għandu kapaċità aħjar ta 'assorbiment tas-CO2, iżda wera prestazzjoni simili għal 5A zeolite f'testijiet ta' tħaddim pilota, b'konċentrazzjoni ta 'arrikkiment ta' 73% sa 82% u rata ta 'rkupru ta' 85% sa 95%. Ir-raġuni ewlenija hija li l-polarità aktar b'saħħitha ta '13X tagħmel id-desorbiment aktar għali. Għalhekk, fl-applikazzjoni, l-għażla taż-żeolit ​​jeħtieġ li tkun ibbażata fuq il-kundizzjonijiet attwali tal-gass tal-għalf u l-karatteristiċi kinetiċi ta 'adsorbiment u desorbiment taż-żeolit.