Molekularno sito zeolita

Molekularno sito zeolita

Zeolit ​​je aluminosilikat sastavljen od AlO4 tetraedra koji zamjenjuju SiO4 tetraedre, što rezultira negativnim nabojem koji je uravnotežen izmjenjivim katjonima smještenim u porama i šupljinama u cijeloj strukturi. Općenito govoreći, hvatanje CO2 zeolitima ovisi o faktorima kao što su struktura i sastav zeolitnog okvira, kationi i funkcionalne grupe. Među poroznim materijalima za odvajanje CO2, zeoliti su stekli popularnost u tehnologiji adsorpcije zbog svojih prednosti kao što su dobra dostupnost, niska cijena, visoka stopa hvatanja CO2, brza kinetika i dobra kemijska i termička stabilnost.

Širok spektar primjena. Podešavanje strukture okvira, katjona, hemijske modifikacije i mešanja materijala smatraju se efikasnim metodama za performanse adsorpcije i desorpcije CO2 visokih zeolita. koristio je molekularnu simulaciju za simulaciju 13X
Kationska izmjena sa različitim sadržajima Li+, K+ i Ca2+ u zeolitima. Performanse adsorpcije različitih zeolita katjonske izmjene za CO2 procijenjene su sa aspekta zapremine pora, izoterme adsorpcije, toplote adsorpcije i selektivnosti CO2/N2. Utvrđeno je da molekula CO2 ima kvadrupolni moment. , koji se može koristiti sa manjim kationskim zeolitima kao što je Li+, odnos silicija i aluminijuma takođe ima značajan uticaj na selektivnost adsorpcije CO2. Calleja i dr. istraživali su uticaj Si/Al omjera na polaritet zeolita i adsorpciju CO2 podešavanjem omjera Si/Al zeolita. Utvrđeno je da smanjenjem odnosa Si/Al raste selektivnost adsorbenta za CO2.

Materijal zeolita bez veziva sa hijerarhijskom strukturom pripremljen je tehnologijom 3D štampe, koji je pokazao odličnu mehaničku stabilnost i kapacitet adsorpcije CO2 od 245,52 mg/g u uslovima normalne temperature i pritiska. Neka vrsta zeolitnog materijala pripremljena je na 25. RHO zeolit ​​dopiran bakrom ima CO2 kapacitet od 3,2 mmol/g na stepenu, što ga čini potencijalnom tehnologijom hvatanja ugljika za adsorpciju s promenom pritiska. Hemijska modifikacija efikasno poboljšava selektivnost adsorpcije zeolita za CO2. Monoetanolamin (MEA) i etilendiamin (ED) su hemijski fiksirani za zeolitski okvir preko jonskih veza kako bi se prevazišao problem razgradnje amina. Pripremljeni amine@HY Uzorak ima odličnu selektivnost adsorpcije CO2 i odličnu termičku stabilnost ciklusa u uslovima temperature adsorpcije od 90 stepeni i temperature desorpcije od 150 stepeni. Amini kao što su monoetanolamin, tetraetilpentbutilamin i morfolin napunjeni su na NaY zeolit. Rezultati istraživanja pokazuju da je pri normalnom pritisku i temperaturi od 323 K interakcija između aminskih grupa na površini NaY zeolita i CO2 glavni mehanizam njegove adsorpcije. U poređenju sa aktivnim ugljem, zeolit ​​ima bolji kapacitet hvatanja i veću selektivnost CO2/N2 u dimnom gasu sa niskim parcijalnim pritiskom CO2 (15% CO2, 85% N2). Međutim, postoji i problem značajnog smanjenja adsorpcionog kapaciteta u uslovima visoke temperature, a kapacitet adsorpcije CO2 je zanemarljiv iznad 200 stepeni. Kompromis između kapaciteta adsorpcije, kinetike adsorpcije i mehaničke stabilnosti zeolita ostaje veliki izazov u njihovoj industrijskoj primjeni. Z Pilot testovi su provedeni na jednostepenoj VPSA jedinici upakovanoj sa 5A zeolitom i 13X zeolitom. Za hvatanje odvlaženog dimnog gasa sa koncentracijom CO2 od 15,0%, 5A zeolit ​​može dostići koncentraciju obogaćivanja od 71% do 81%, a stopa oporavka je 86% do 91%; iako zeolit ​​13X ima bolji kapacitet adsorpcije CO2, ali je pokazao slične performanse kao 5A zeolit ​​u pilot radnim testovima, sa koncentracijom obogaćivanja od 73% do 82% i stopom oporavka od 85% do 95%. Glavni razlog je taj što jači polaritet 13X čini desorpciju skupljom. Stoga, u primjeni, odabir zeolita treba biti zasnovan na stvarnim uvjetima napojnog plina i kinetičkim karakteristikama adsorpcije i desorpcije zeolita.