Zeoliet moleculaire zeef

Zeoliet moleculaire zeef

Zeoliet is een aluminosilicaat dat is samengesteld uit AlO4-tetraëders die SiO4-tetraëders vervangen, wat resulteert in een negatieve lading die wordt gecompenseerd door uitwisselbare kationen die zich in de poriën en holtes door de hele structuur bevinden. Over het algemeen hangt de CO2-afvang door zeolieten af ​​van factoren zoals de structuur en samenstelling van het zeolietraamwerk, kationen en functionele groepen. Onder de poreuze materialen voor CO2-scheiding hebben zeolieten aan populariteit gewonnen in de adsorptietechnologie vanwege hun voordelen zoals goede beschikbaarheid, lage kosten, hoge CO2-afvangsnelheid, snelle kinetiek en goede chemische en thermische stabiliteit.

Breed scala aan toepassingen. Het aanpassen van de raamwerkstructuur, kationen, chemische modificatie en materiaalsamenstelling worden beschouwd als effectieve methoden voor de CO2-adsorptie en desorptieprestaties van hoge zeolieten. gebruikte moleculaire simulatie om 13X te simuleren
Kationenuitwisseling met verschillende Li+-, K+- en Ca2+-gehalten in zeolieten. De adsorptieprestatie van verschillende kationenuitwisselingszeolieten voor CO2 werd geëvalueerd op basis van de aspecten porievolume, adsorptie-isotherm, adsorptiewarmte en CO2/N2-selectiviteit. Er werd gevonden dat het CO2-molecuul een quadrupoolmoment heeft. , dat kan worden gebruikt met kleinere kationische zeolieten zoals Li+, heeft de silicium-aluminiumverhouding ook een aanzienlijke invloed op de adsorptieselectiviteit van CO2. Calleja et al. onderzocht het effect van de Si/Al-verhouding op de zeolietpolariteit en CO2-adsorptie door de zeoliet Si/Al-verhouding aan te passen. Het blijkt dat naarmate de Si/Al-verhouding afneemt, de selectiviteit van het adsorbens voor CO2 toeneemt.

Met behulp van 3D-printtechnologie werd een bindmiddelvrij zeolietmateriaal met een hiërarchische structuur vervaardigd, dat uitstekende mechanische stabiliteit en een adsorptiecapaciteit van CO2 van 245,52 mg/g vertoonde onder normale temperatuur- en drukomstandigheden. Er werd een soort zeolietmateriaal bereid bij 25°C. De met koper gedoteerde RHO-zeoliet heeft een CO2-capaciteit van 3,2 mmol/g bij graad , waardoor het een potentiële koolstofafvangtechnologie met drukwisselingsadsorptie is. Chemische modificatie verbetert effectief de adsorptieselectiviteit van zeoliet voor CO2. Monoethanolamine (MEA) en ethyleendiamine (ED) worden via ionische bindingen chemisch aan het zeolietraamwerk gefixeerd om het afbraakprobleem van aminen te overwinnen. Het bereide amine@HY Het monster heeft een uitstekende CO2-adsorptieselectiviteit en heeft een uitstekende thermische cyclusstabiliteit onder de omstandigheden van een adsorptietemperatuur van 90 graden en een desorptietemperatuur van 150 graden. Aminen zoals monoethanolamine, tetraethylpentbutylamine en morfoline werden op NaY-zeoliet geladen. De onderzoeksresultaten laten zien dat bij normale druk en een temperatuur van 323 K de interactie tussen de aminegroepen op het oppervlak van NaY-zeoliet en CO2 het belangrijkste mechanisme is voor de adsorptie ervan. Vergeleken met actieve kool heeft zeoliet een beter opvangvermogen en een hogere CO2/N2-selectiviteit in rookgas met een lage partiële CO2-druk (15% CO2, 85% N2). Er is echter ook het probleem van een aanzienlijke afname van de adsorptiecapaciteit onder hoge temperaturen, en de CO2-adsorptiecapaciteit is verwaarloosbaar boven de 200 graden. De wisselwerking tussen het adsorptievermogen, de adsorptiekinetiek en de mechanische stabiliteit van zeolieten blijft een grote uitdaging in hun industriële toepassingen. Z-pilottests werden uitgevoerd op een eentraps VPSA-eenheid gevuld met 5A-zeoliet en 13X-zeoliet. Voor het opvangen van ontvochtigd rookgas met een CO2-concentratie van 15,0% kan 5A-zeoliet een verrijkingsconcentratie bereiken van 71% tot 81%, en het terugwinningspercentage is 86% tot 91%; hoewel 13X-zeoliet een beter CO2-adsorptievermogen heeft, maar vergelijkbare prestaties vertoonde als 5A-zeoliet in pilot-operatietests, met een verrijkingsconcentratie van 73% tot 82% en een terugwinningspercentage van 85% tot 95%. De belangrijkste reden is dat de sterkere polariteit van 13X desorptie duurder maakt. Daarom moet de selectie van zeoliet bij toepassing gebaseerd zijn op de werkelijke omstandigheden van het voedingsgas en de kinetische adsorptie- en desorptie-eigenschappen van de zeoliet.