Zeolit ​​molekularno sito

Zeolit ​​molekularno sito

Zeolit ​​je aluminosilikat, sestavljen iz tetraedrov AlO4, ki nadomeščajo tetraedre SiO4, kar ima za posledico negativni naboj, ki je uravnotežen z izmenljivimi kationi, ki se nahajajo v porah in votlinah po vsej strukturi. Na splošno je zajemanje CO2 z zeoliti odvisno od dejavnikov, kot so struktura in sestava zeolitnega ogrodja, kationi in funkcionalne skupine. Med poroznimi materiali za ločevanje CO2 so zeoliti postali priljubljeni v adsorpcijski tehnologiji zaradi svojih prednosti, kot so dobra razpoložljivost, nizki stroški, visoka stopnja zajema CO2, hitra kinetika ter dobra kemična in toplotna stabilnost.

Širok spekter uporabe. Prilagoditev strukture ogrodja, kationov, kemičnih modifikacij in sestavljanja materialov velja za učinkovite metode za učinkovitost adsorpcije in desorpcije CO2 visoko zeolitov. uporabil molekularno simulacijo za simulacijo 13X
Kationska izmenjava z različnimi vsebnostmi Li+, K+ in Ca2+ v zeolitih. Učinkovitost adsorpcije različnih kationskih izmenjevalnih zeolitov za CO2 je bila ocenjena z vidika volumna por, adsorpcijske izoterme, adsorpcijske toplote in selektivnosti CO2/N2. Ugotovljeno je bilo, da ima molekula CO2 kvadrupolni moment. , ki se lahko uporablja z manjšimi kationskimi zeoliti, kot je Li+, razmerje med silicijem in aluminijem prav tako pomembno vpliva na adsorpcijsko selektivnost CO2. Calleja idr. raziskali učinek razmerja Si/Al na polarnost zeolita in adsorpcijo CO2 s prilagajanjem razmerja zeolit ​​Si/Al. Ugotovljeno je bilo, da ko se razmerje Si/Al zmanjša, se selektivnost adsorbenta za CO2 poveča.

S tehnologijo 3D tiskanja je bil pripravljen zeolitni material brez veziva s hierarhično strukturo, ki je pokazal odlično mehansko stabilnost in adsorpcijsko kapaciteto CO2 245,52 mg/g pri normalnih temperaturnih in tlačnih pogojih. Nekakšen zeolitni material je bil pripravljen pri 25. Zeolit ​​RHO, dopiran z bakrom, ima kapaciteto CO2 3,2 mmol/g pri stopinji , zaradi česar je potencialna tehnologija za zajemanje ogljika z nihanjem tlaka. Kemijska modifikacija učinkovito izboljša adsorpcijsko selektivnost zeolita za CO2. Monoetanolamin (MEA) in etilendiamin (ED) sta kemično fiksirana na ogrodje zeolita preko ionskih vezi, da se odpravi problem razgradnje aminov. Pripravljen amin@HY vzorec ima odlično adsorpcijsko selektivnost CO2 in ima odlično ciklično termično stabilnost pri pogojih adsorpcijske temperature 90 stopinj in desorpcijske temperature 150 stopinj. Amini, kot so monoetanolamin, tetraetilpentbutilamin in morfolin, so bili naloženi na NaY zeolit. Rezultati raziskav kažejo, da je pri normalnem tlaku in temperaturi 323 K interakcija med aminskimi skupinami na površini NaY zeolita in CO2 glavni mehanizem njegove adsorpcije. V primerjavi z aktivnim ogljem ima zeolit ​​boljšo sposobnost zajemanja in večjo selektivnost CO2/N2 v dimnih plinih z nizkim parcialnim tlakom CO2 (15% CO2, 85% N2). Vendar pa obstaja tudi problem znatnega zmanjšanja adsorpcijske zmogljivosti pri visokih temperaturah, adsorpcijska zmogljivost CO2 pa je zanemarljiva nad 200 stopinj. Kompromis med adsorpcijsko zmogljivostjo, adsorpcijsko kinetiko in mehansko stabilnostjo zeolitov ostaja velik izziv pri njihovi industrijski uporabi. Z Pilotni testi so bili izvedeni na enostopenjski enoti VPSA, polnjeni z zeolitom 5A in zeolitom 13X. Za zajem razvlaženega dimnega plina s koncentracijo CO2 15,0 % lahko zeolit ​​5A doseže koncentracijo obogatitve od 71 % do 81 %, stopnja izkoristka pa je 86 % do 91 %; Čeprav ima zeolit ​​13X boljšo adsorpcijsko sposobnost CO2, je pokazal podobno učinkovitost kot zeolit ​​5A v poskusih pilotnega delovanja, s koncentracijo obogatitve od 73 % do 82 % in stopnjo izkoristka od 85 % do 95 %. Glavni razlog je, da močnejša polarnost 13X draži desorpcijo. Zato mora pri uporabi izbira zeolita temeljiti na dejanskih pogojih dovodnega plina ter kinetičnih značilnostih adsorpcije in desorpcije zeolita.