소개

획기적인 분석은 흐름 조건에서 물질의 흡착 용량을 결정하는 강력한 기술입니다. 획기적인 분석을 통해 사용자는 온도, 압력, 가스 유량을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이를 통해 사용자는 공정 조건을 모방하고 생산 공장에서 볼 수 있는 것과 유사한 조건에서 흡착물을 분석할 수 있습니다.

제올라이트 13X는 흡착 및 촉매 분야에서 철저히 연구된 상업적으로 이용 가능한 알루미노 실리케이트 소재입니다. 제올라이트 13X는 이산화탄소와 수증기를 포함한 다양한 물질에 대한 흡착 가능성을 보여주었습니다. 이산화탄소 흡착은 지구 온난화에 미치는 영향에 대한 우려로 인해 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 이 애플리케이션 노트에서는 건조하고 습한(60%) 조건에서 제올라이트 13X의 이산화탄소 흡착 성능을 살펴봅니다.

실험적

제올라이트 13X는 펠릿 형태로 얻은 표준 기준 물질입니다. 펠릿은 획기적인 시스템에서 그대로 분석할 수 있을 만큼 충분한 크기였습니다. 먼저 스테인리스강 샘플 컬럼에 제올라이트 13X가 퍼니스의 이상적인 가열 구역에 남아 있도록 석영솜을 한 꼬집 넣어 포장했습니다. 그런 다음 약 400mg의 제올라이트 13X를 샘플 컬럼에 추가했습니다. 그런 다음 샘플 컬럼을 획기적 분석기(BTA)에 로드하고 100°C에서 2시간 동안 질소 흐름으로 활성화한 다음 200°C에서 10시간 동안 추가로 활성화했습니다. 활성화 후 샘플을 분석 온도인 30°C로 냉각했습니다.

건식_CO2 돌파 분석은 질소 10ml/min,_CO2 10ml/min, He 1ml/min의 유속을 사용하여 제올라이트 13X에서 수행했습니다. 돌파 후, 샘플을 질소 흐름 하에서 2시간 동안 재활성화했습니다. 이 절차는 5개의 돌파 곡선이 수집될 때까지 반복되었습니다.

습한_CO2 획기적 분석은 위에서 설명한 것과 유사한 절차를 사용하여 수행했습니다. 돌파 분석은 7.4 ml/min 건조 질소, 2.6 ml/min 습한 질소, 10 ml/min 습한_CO2 및 1 ml/min 건조 He의 유량을 사용하여 수행되었습니다. 재활성화 조건은 동일했으며 총 5개의 돌파 곡선이 수집되었습니다.

결과 - 건조

5개의 연속적인 건식_CO2 흡착 실험의 결과 획기적인 곡선은 그림 1에 나와 있습니다. 명확성을 위해 획기적인 실험의 데드타임은 빼버렸습니다. 한계점 곡선은 5회 실행 후에도 용량 손실이 없었으며 평균 2.87mmol/g의_CO2 흡착 용량을 얻었습니다. 또한 획기적인 곡선의 기울기가 매우 가파르므로 시스템에 질량 전달 제한이 거의 또는 전혀 없음을 의미합니다.

결과 - 습한

5번의 습한_CO2 흡착 실험을 연속적으로 수행한 결과의 돌파 곡선은 그림 2에 나와 있습니다. 다시 한 번, 획기적인 실험의 데드타임을 뺐습니다. 돌파 곡선은 매우 가파른 기울기를 나타내며, 이는 이 시스템에서 질량 전달 제한이 거의 또는 전혀 없음을 의미합니다. 실험을 거듭할 때마다_CO2 흡착 성능은 5회 실행에 걸쳐 감소했습니다. 이러한 성능 감소는 물과 제올라이트 13X 사이의 강한 상호작용으로 인해 상당한 가열 없이는 제거할 수 없기 때문입니다. 이로 인해 시간이 지남에 따라_CO2 흡착 능력이 감소합니다. 30°C에서 물의 증기 포화 압력은 0.043bar에 불과하므로 가스 스트림의 물 농도는_CO2 농도 48%에 비해 약 2.5%에 불과합니다. 그러나 낮은 농도에서도 제올라이트 13X는_CO2에 비해 훨씬 더 많은 물(mmol/g)을 흡착하므로 물 흡착 획기적인 연구는 많은 시간이 걸리며 이 연구의 범위를 벗어납니다.

요약

제올라이트 13X의_CO2 흡착에 대한 획기적인 곡선은 건조하고 습한(60% RH) 조건에서 측정되었습니다. 건조한 조건에서 제올라이트 13X는 평균 2.87mmol/g의 흡착량으로_CO2의 우수한 주기적 흡착을 보여주었습니다. 습한 조건에서는 제올라이트 13X가 서서히 물로 포화되어_CO2 흡착 능력이 감소했습니다. 이 물질을 완전히 재활성화하려면 더 높은 활성화 온도가 필요합니다. 이 연구는 획기적 분석기(BTA)와_CO2 흡착 용량을 측정하는 능력에 대한 기준을 제공합니다.