ゼオライトモレキュラーシーブ

ゼオライトモレキュラーシーブ

ゼオライトは、SiO4 四面体を AlO4 四面体に置き換えたアルミノケイ酸塩で、構造全体の細孔や空洞にある交換可能な陽イオンによってバランスがとれた負電荷をもたらします。一般に、ゼオライトによる CO2 の捕捉は、ゼオライトの骨格、カチオン、官能基の構造と組成などの要因に依存します。 CO2 分離用の多孔質材料の中でも、ゼオライトは、入手しやすさ、低コスト、高い CO2 捕捉率、速い反応速度、優れた化学的および熱的安定性などの利点により、吸着技術で人気を集めています。

幅広い用途。高ゼオライトのCO2吸脱着性能には、骨格構造、カチオン、化学修飾、材料配合の調整が有効な方法と考えられます。分子シミュレーションを使用して 13X をシミュレートしました
ゼオライト中の異なる Li+、K+、Ca2+ 含有量とのカチオン交換。各種陽イオン交換ゼオライトのCO2吸着性能を細孔容積、吸着等温線、吸着熱、CO2/N2選択性の観点から評価した。 CO2分子には四重極モーメントがあることが分かりました。 、Li+などのより小さなカチオン性ゼオライトとともに使用できるが、シリコンとアルミニウムの比率もCO2の吸着選択性に大きな影響を与えます。カジェハら。は、ゼオライトの Si/Al 比を調整することにより、ゼオライトの極性と CO2 吸着に対する Si/Al 比の影響を調査しました。 Si/Al 比が減少すると、CO2 に対する吸着剤の選択性が増加することがわかります。

階層構造を有するバインダーフリーのゼオライト材料は、3D プリンティング技術を使用して調製され、優れた機械的安定性と常温常圧条件下で 245.52 mg/g の CO2 吸着容量を示しました。ある種のゼオライト材料が 25 で調製されました。銅ドープ RHO ゼオライトは、度 で 3.2 mmol/g の CO2 容量を有し、潜在的な圧力スイング吸着炭素捕捉技術となります。化学修飾により、CO2 に対するゼオライトの吸着選択性が効果的に向上します。モノエタノールアミン (MEA) とエチレンジアミン (ED) は、アミンの分解の問題を克服するためにイオン結合を通じてゼオライト骨格に化学的に固定されています。調製したアミン@HY サンプルは優れた CO2 吸着選択性を有し、吸着温度 90 度、脱着温度 150 度の条件下で優れたサイクル熱安定性を示します。モノエタノールアミン、テトラエチルペントブチルアミン、モルホリンなどのアミンをNaYゼオライトに担持しました。研究結果は、常圧および323 Kの温度では、NaYゼオライトの表面のアミン基とCO2の間の相互作用がその吸着の主なメカニズムであることを示しています。活性炭と比較して、ゼオライトは、低い CO2 分圧 (15% CO2、85% N2) の燃焼排ガス中でより優れた捕捉能力と高い CO2/N2 選択性を備えています。しかし、高温条件下では吸着能力が大幅に低下するという問題もあり、200度以上ではCO2吸着能力は無視できる程度になります。ゼオライトの吸着能力、吸着速度論、機械的安定性の間のトレードオフは、産業用途において依然として大きな課題となっています。 Z パイロットランテストは、5A ゼオライトと 13X ゼオライトを充填した 1 段 VPSA ユニットで実施されました。 CO2 濃度 15.0% の除湿排ガスを回収する場合、5A ゼオライトは濃縮濃度 71% ～ 81% に達することができ、回収率は 86% ～ 91% です。 13X ゼオライトは CO2 吸着能力に優れていますが、パイロット運転テストでは 5A ゼオライトと同様の性能を示し、濃縮濃度は 73% ～ 82%、回収率は 85% ～ 95% でした。主な理由は、13X の極性が強いため、脱離のコストが高くなるためです。したがって、用途においては、実際の供給ガス条件とゼオライトの吸着および脱着速度特性に基づいてゼオライトを選択する必要があります。