Zeoliittimolekyyliseula

Zeoliittimolekyyliseula

Zeoliitti on alumiinisilikaatti, joka koostuu AlO4-tetraedreistä, jotka korvaavat SiO4-tetraedrit, mikä johtaa negatiiviseen varaukseen, jota tasapainottavat vaihdettavat kationit, jotka sijaitsevat huokosissa ja onteloissa koko rakenteen läpi. Yleisesti ottaen zeoliittien CO2:n talteenotto riippuu tekijöistä, kuten zeoliittirungon, kationien ja funktionaalisten ryhmien rakenteesta ja koostumuksesta. CO2-erotuksen huokoisista materiaaleista zeoliitit ovat saavuttaneet suosiota adsorptioteknologiassa niiden etujen, kuten hyvän saatavuuden, alhaisten kustannusten, korkean CO2:n talteenottonopeuden, nopean kinetiikkansa sekä hyvän kemiallisen ja lämpöstabiilisuuden ansiosta.

Laaja valikoima sovelluksia. Rungon rakenteen säätämistä, kationeja, kemiallisia modifikaatioita ja materiaalien yhdistämistä pidetään tehokkaina menetelminä korkean zeoliittien hiilidioksidin adsorptio- ja desorptiokykyyn. käytti molekyylisimulaatiota simuloimaan 13X
Kationinvaihto eri Li+-, K+- ja Ca2+-pitoisuuksilla zeoliiteissa. Erilaisten kationinvaihtozeoliittien C02:n adsorptiokyky arvioitiin huokostilavuuden, adsorptioisotermin, adsorptiolämpön ja CO2/N2-selektiivisyyden näkökulmista. Havaittiin, että CO2-molekyylillä on kvadrupolimomentti. , jota voidaan käyttää pienempien kationisten zeoliittien, kuten Li+, kanssa, piin ja alumiinin suhteella on myös merkittävä vaikutus CO2:n adsorptioselektiivisyyteen. Calleja et ai. tutki Si/Al-suhteen vaikutusta zeoliitin polariteettiin ja CO2-adsorptioon säätämällä zeoliitin Si/Al-suhdetta. On havaittu, että kun Si/Al-suhde pienenee, adsorbentin selektiivisyys CO2:lle kasvaa.

3D-tulostustekniikalla valmistettiin hierarkkisen rakenteen omaava sideainevapaa zeoliittimateriaali, joka osoitti erinomaista mekaanista stabiilisuutta ja CO2:n adsorptiokapasiteettia 245,52 mg/g normaaleissa lämpötila- ja paineolosuhteissa. Eräänlainen zeoliittimateriaali valmistettiin 25 °C:ssa. Kuparilla seostetun RHO-zeoliitin CO2-kapasiteetti on 3,2 mmol/g asteessa, mikä tekee siitä potentiaalisen painevaihteluadsorptio-hiilen talteenottoteknologian. Kemiallinen modifiointi parantaa tehokkaasti zeoliitin adsorptioselektiivisyyttä CO2:lle. Monoetanoliamiini (MEA) ja etyleenidiamiini (ED) kiinnitetään kemiallisesti zeoliittirunkoon ionisidoksilla amiinien hajoamisongelman voittamiseksi. Valmistetulla amiini@HY Näytteellä on erinomainen CO2-adsorptioselektiivisyys, ja sillä on erinomainen syklin lämpöstabiilisuus olosuhteissa, joissa adsorptiolämpötila on 90 astetta ja desorptiolämpötila 150 astetta. Amiineja, kuten monoetanoliamiinia, tetraetyylipentbutyyliamiinia ja morfoliinia, ladattiin NaY-zeoliitille. Tutkimustulokset osoittavat, että normaalipaineessa ja 323 K lämpötilassa NaY-zeoliitin pinnalla olevien amiiniryhmien ja CO2:n välinen vuorovaikutus on pääasiallinen adsorption mekanismi. Aktiivihiileen verrattuna zeoliitilla on parempi talteenottokyky ja korkeampi CO2/N2-selektiivisyys savukaasuissa, joissa on alhainen CO2-osapaine (15 % CO2, 85 % N2). Ongelmana on kuitenkin myös adsorptiokapasiteetin merkittävä heikkeneminen korkeissa lämpötiloissa, ja CO2-adsorptiokapasiteetti on mitätön yli 200 astetta. Zeoliittien adsorptiokapasiteetin, adsorptiokinetiikan ja mekaanisen stabiilisuuden välinen kompromissi on edelleen suuri haaste niiden teollisissa sovelluksissa. Z Pilot ajokokeet suoritettiin yksivaiheisella VPSA-yksiköllä, joka oli pakattu 5A zeoliittia ja 13X zeoliittia. Kuivattujen savukaasujen talteenottoon, jonka CO2-pitoisuus on 15,0 %, 5A-zeoliitti voi saavuttaa rikastuspitoisuuden 71 % - 81 % ja talteenottoaste on 86 % - 91 %; vaikka 13X zeoliitilla on parempi CO2-adsorptiokyky, mutta se osoitti samanlaista suorituskykyä kuin 5A zeoliitilla pilottikäyttötesteissä rikastuskonsentraatiolla 73-82 % ja talteenottoasteella 85-95 %. Pääsyynä on se, että 13X:n vahvempi polariteetti tekee desorptiosta kalliimpaa. Siksi zeoliitin valinnan on sovellutuksessa perustuttava todellisiin syöttökaasuolosuhteisiin ja zeoliitin adsorptio- ja desorptiokineettisiin ominaisuuksiin.