소개
마이크로액티브 V6.0 및 3플렉스 V6.0 소프트웨어의 출시와 함께 이상 흡착 용액 이론(IAST)을 이용한 다성분 흡착 예측 기능이 추가되었습니다. IAST는 1965년 마이어스와 프라우스니츠가 개발한 예측 기법입니다. 단일 성분 등온선으로부터 혼합 기체 흡착 거동을 예측하는 데 사용됩니다. 이번에 처음 출시된 V6.0의 IAST는 이진 흡착을 예측하는 데 사용할 수 있습니다. IAST는 BPL 카본의 메탄/에탄 혼합물, 제올라이트NaA의 Xe/Kr 혼합물, HKUST-1의 프로판/프로필렌 혼합물 등 다양한 2진 시스템에 대해 잘 일치하는 것으로 입증되었습니다(Furmaniak, et. al., pccp, 2015).

IAST는 원문에 설명된 몇 가지 가정에 의존하고 있으며, 이는 아래
에 나와 있습니다(Myers, Prausnitz, AIChE Journal, 1965).

• 흡착제의 표면이 이질적입니다. 균질한 표면은 이상적인 동작에서 벗어날 가능성이 높습니다.
• 흡착제는 비반응성이며 크기와 모양이 서로 비슷합니다.
• 확산 압력에 대한 적분은 순성분 등온선의 이 부분에 민감하기 때문에 낮은 표면 커버리지에서 순성분 등온선을 정확하게 측정해야 합니다.

실험용
IAST 계산은 보고서를 선택한 다음 OpenNotebook을 선택해 MicroActive에서 수행할 수 있습니다. 새 노트북을 만들 경우, 이름을 입력하고 열기를 누릅니다. 선택한 파일 이름이 존재하지 않는다는 메시지가 표시되고 해당 파일을 만들지 여부를 묻습니다. 파일 생성을 계속 진행하면 보고서 선택 화면이 나타나고, 여기서 IAST 보고서 템플릿을 열 수 있는 IAST CompositionReports를 선택할 수 있습니다. IAST 보고서 창에서 최대 2개의 IAST 등온선을 선택할 수 있습니다. 다음과 같은 등온선 모델도 사용할 수 있습니다: VTTE, 한 모금, 랑뮤어, 이중 사이트 랑뮤어, 토스 및 레들리히 피터슨. 적절한 모델을 선택하고 저장을 클릭한 다음 미리 보기를 눌러 보고서를 생성합니다. 이 노트에서는 MicroActive의 새로운 IAST 기능을 시연하기 위해 세 가지 미세 다공성 탄소를 선택했습니다. 이 연구에 사용된 세 가지 탄소는 다음과 같습니다: 카복센 1018, 카복센 1021, 카보시브 S-III. 시료는 각각 CO2, CH4 및 C2H6 흡착을 위해 3Flex에서 분석되었으며, 분석 전에 시료를 진공 상태에서 250°C로 10시간 동안 가열하여 SmartVac Prep에서 활성화했습니다. 활성화 후 각 기체에 대해 샘플을 분석했으며, 획기적인 분석은 Micromeritics BTA에서 수행했습니다. 샘플은 하룻밤 동안 250°C로 가열하면서 질소 흐름 하에서 활성화되었습니다. CO2-CH4, CO2-C2H6 및CH4-C2H6의 50:50 혼합물로 구성된 혼합 가스 공급을 사용하여 이원 돌파 측정을 수행했습니다. 질소는 운반 가스로, 아르곤은 추적 가스로 사용하여 획기적인 실험의 시작을 결정했습니다.

결과
3Flex를 사용한 단일 성분 분석
세 가지 물질에 대한 단일 성분 등온선 결과: 카복센 1018, 카복센 1021, 카보시브 S-III의 단일 성분 등온 결과는 아래 그림 1, 2, 3에 나와 있습니다.

카복센 1018의 결과는 그림 1에 나와 있습니다. 에탄은 저압에서 강한 친화력을 보였지만 1000mbar에서_CO2보다 용량이 적었습니다. 1000 mbar에서_CO2의 흡착 용량은 55 ^cm3/g STP인 반면 에탄은 40 ^cm3/g STP의 용량에 도달했습니다. 메탄은 가장 약한 흡착 종으로 ^15cm3/g STP의 용량에 도달했습니다.

카복센 1021은 카복센 1018과 비슷한 경향을 보였지만, 1000 mbar에서의 흡착 용량은 에탄(58 ^cm3/g STP)과_CO2 (55 ^cm3/g STP)가 비슷했습니다. 다시 한번 말하지만, 메탄 흡착은 1000 mbar에서 가장 낮았으며, 24 ^cm3/g STP에 불과했습니다.

에탄에 가장 강한 친화력을 보인 카보시브 S-III은 1000 mbar에서 90 ^cm3/g STP의 흡착 용량을 기록했습니다._CO2가 두 번째로 많이 흡착되었고(^74cm3/g STP), 메탄(^33cm3/g STP)이 그 뒤를 이었습니다.