Молекуларно сито зеолита

Молекуларно сито зеолита

Зеолит је алуминосиликат састављен од АлО4 тетраедара који замењују СиО4 тетраедре, што доводи до негативног наелектрисања које је уравнотежено измењивим катјонима смештеним у порама и шупљинама у целој структури. Уопштено говорећи, хватање ЦО2 зеолитима зависи од фактора као што су структура и састав оквира зеолита, катјони и функционалне групе. Међу порозним материјалима за одвајање ЦО2, зеолити су стекли популарност у технологији адсорпције због својих предности као што су добра доступност, ниска цена, висока стопа хватања ЦО2, брза кинетика и добра хемијска и термичка стабилност.

Широк спектар примена. Подешавање структуре оквира, катјона, хемијске модификације и мешања материјала сматрају се ефикасним методама за перформансе адсорпције и десорпције ЦО2 високих зеолита. користио је молекуларну симулацију за симулацију 13Кс
Катионска размена са различитим садржајима Ли+, К+ и Ца2+ у зеолитима. Перформансе адсорпције различитих зеолита катјонске измене за ЦО2 процењене су са аспекта запремине пора, изотерме адсорпције, топлоте адсорпције и селективности ЦО2/Н2. Утврђено је да молекул ЦО2 има квадруполни момент. , који се може користити са мањим катјонским зеолитима као што је Ли+, однос силицијум-алуминијум такође има значајан утицај на селективност адсорпције ЦО2. Цаллеја и др. истраживао је утицај односа Си/Ал на поларитет зеолита и адсорпцију ЦО2 подешавањем односа Си/Ал зеолита. Утврђено је да са смањењем односа Си/Ал расте селективност адсорбента за ЦО2.

Материјал зеолита без везива са хијерархијском структуром припремљен је коришћењем технологије 3Д штампања, који је показао одличну механичку стабилност и капацитет адсорпције ЦО2 од 245,52 мг/г под нормалним условима температуре и притиска. Нека врста зеолитног материјала припремљена је на 25. РХО зеолит допиран бакром има капацитет ЦО2 од 3,2 ммол/г на степену , што га чини потенцијалном технологијом хватања угљеника за адсорпцију промене притиска. Хемијска модификација ефикасно побољшава селективност адсорпције зеолита за ЦО2. Моноетаноламин (МЕА) и етилендиамин (ЕД) су хемијски фиксирани за оквир зеолита преко јонских веза да би се превазишао проблем деградације амина. Припремљени амин@ХИ Узорак има одличну селективност адсорпције ЦО2 и одличну термичку стабилност циклуса у условима температуре адсорпције од 90 степени и температуре десорпције од 150 степени. Амини као што су моноетаноламин, тетраетилпентбутиламин и морфолин су напуњени на НаИ зеолит. Резултати истраживања показују да је при нормалном притиску и температури од 323 К интеракција између аминских група на површини НаИ зеолита и ЦО2 главни механизам његове адсорпције. У поређењу са активним угљем, зеолит има бољи капацитет хватања и већу селективност ЦО2/Н2 у димном гасу са ниским парцијалним притиском ЦО2 (15% ЦО2, 85% Н2). Међутим, постоји и проблем значајног смањења адсорпционог капацитета у условима високе температуре, а капацитет адсорпције ЦО2 је занемарљив изнад 200 степени. Компромис између капацитета адсорпције, кинетике адсорпције и механичке стабилности зеолита остаје велики изазов у ​​њиховој индустријској примени. З Пилот тестови су спроведени на једностепеној ВПСА јединици упакованој са 5А зеолитом и 13Кс зеолитом. За хватање исушеног димног гаса са концентрацијом ЦО2 од 15,0%, 5А зеолит може достићи концентрацију обогаћивања од 71% до 81%, а стопа опоравка је 86% до 91%; иако 13Кс зеолит има бољи капацитет адсорпције ЦО2, али је показао сличне перформансе као 5А зеолит у пилот тестовима рада, са концентрацијом обогаћивања од 73% до 82% и стопом опоравка од 85% до 95%. Главни разлог је тај што јачи поларитет 13Кс чини десорпцију скупљом. Стога, у примени, избор зеолита треба да се заснива на стварним условима напојног гаса и кинетичким карактеристикама адсорпције и десорпције зеолита.