Tamís molecular de zeolita

Tamís molecular de zeolita

La zeolita és un aluminosilicat compost per tetraedres d'AlO4 que substitueixen els tetraedres de SiO4, donant lloc a una càrrega negativa que s'equilibra amb cations intercanviables situats als porus i cavitats de tota l'estructura. En termes generals, la captura de CO2 per les zeolites depèn de factors com l'estructura i la composició de l'estructura de la zeolita, els cations i els grups funcionals. Entre els materials porosos per a la separació de CO2, les zeolites han guanyat popularitat en la tecnologia d'adsorció a causa dels seus avantatges com ara una bona disponibilitat, baix cost, alta taxa de captura de CO2, cinètica ràpida i bona estabilitat química i tèrmica.

Àmplia gamma d'aplicacions. L'ajust de l'estructura del marc, els cations, la modificació química i la composició de materials es consideren mètodes efectius per al rendiment d'adsorció i desorció de CO2 de zeolites altes. va utilitzar simulació molecular per simular 13X
Intercanvi catiònic amb diferents continguts de Li+, K+ i Ca2+ a les zeolites. El rendiment d'adsorció de diverses zeolites d'intercanvi catiònic per al CO2 es va avaluar a partir dels aspectes del volum de porus, isoterma d'adsorció, calor d'adsorció i selectivitat CO2/N2. Es va trobar que la molècula de CO2 té un moment quadripolar. , que es pot utilitzar amb zeolites catiònics més petites com Li +, la relació silici-alumini també té un impacte significatiu en la selectivitat d'adsorció del CO2. Calleja et al. va explorar l'efecte de la relació Si/Al sobre la polaritat de la zeolita i l'adsorció de CO2 ajustant la relació Si/Al de la zeolita. Es troba que a mesura que disminueix la relació Si/Al, augmenta la selectivitat de l'adsorbent pel CO2.

Es va preparar un material de zeolita sense aglutinant amb una estructura jeràrquica mitjançant la tecnologia d'impressió 3D, que va mostrar una excel·lent estabilitat mecànica i una capacitat d'adsorció de CO2 de 245,52 mg/g en condicions normals de temperatura i pressió. Es va preparar una mena de material de zeolita a 25ºC. La zeolita RHO dopada amb coure té una capacitat de CO2 de 3,2 mmol/g en grau, el que la converteix en una tecnologia de captura de carboni d'adsorció de canvi de pressió potencial. La modificació química millora eficaçment la selectivitat d'adsorció de la zeolita pel CO2. La monoetanolamina (MEA) i l'etilendiamina (ED) es fixen químicament a l'estructura de la zeolita mitjançant enllaços iònics per superar el problema de degradació de les amines. L'amina@HY preparada La mostra té una excel·lent selectivitat d'adsorció de CO2 i una excel·lent estabilitat tèrmica del cicle en les condicions d'una temperatura d'adsorció de 90 graus i una temperatura de desorció de 150 graus. Amines com la monoetanolamina, la tetraetilpentbutilamina i la morfolina es van carregar a la zeolita NaY. Els resultats de la investigació mostren que a pressió normal i temperatura de 323 K, la interacció entre els grups amines a la superfície de la zeolita NaY i ​​el CO2 és el principal mecanisme de la seva adsorció. En comparació amb el carbó actiu, la zeolita té una millor capacitat de captura i una major selectivitat CO2/N2 en gasos de combustió amb baixa pressió parcial de CO2 (15% CO2, 85% N2). Tanmateix, també hi ha el problema de la disminució significativa de la capacitat d'adsorció en condicions d'alta temperatura, i la capacitat d'adsorció de CO2 és insignificant per sobre dels 200 graus. El compromís entre la capacitat d'adsorció, la cinètica d'adsorció i l'estabilitat mecànica de les zeolites continua sent un gran repte en les seves aplicacions industrials. Les proves d'execució pilot Z es van realitzar en una unitat VPSA d'una sola etapa empaquetada amb zeolita 5A i zeolita 13X. Per a la captura de gasos de combustió deshumidificats amb una concentració de CO2 del 15,0%, la zeolita 5A pot assolir una concentració d'enriquiment del 71% al 81% i la taxa de recuperació és del 86% al 91%; tot i que la zeolita 13X té una millor capacitat d'adsorció de CO2, però va mostrar un rendiment similar a la zeolita 5A en proves de funcionament pilot, amb una concentració d'enriquiment del 73% al 82% i una taxa de recuperació del 85% al ​​95%. El motiu principal és que la polaritat més forta de 13X fa que la desorció sigui més cara. Per tant, en l'aplicació, la selecció de la zeolita s'ha de basar en les condicions reals del gas d'alimentació i les característiques cinètiques d'adsorció i desorció de la zeolita.