CIQTEK EASY-H per la ricerca sui materiali di separazione per lo stoccaggio del gas

Negli ultimi anni, le industrie legate all'energia dell'idrogeno e alla cattura e utilizzo del carbonio hanno ricevuto ampia attenzione e sviluppo, in particolare le industrie legate allo stoccaggio dell'idrogeno e alla cattura, conversione e utilizzo della _{CO2  .} La ricerca di H ₂ , CO ₂ e altri materiali per lo stoccaggio e la separazione del gas è la chiave per promuovere lo sviluppo delle industrie correlate.

 

Recentemente, il gruppo del Prof. Cheng Xingxing presso l'Università di Shandong ha sintetizzato un aerogel di carbonio di cellulosa da biomassa con una struttura di rete tridimensionale del Tetragonum officinale (TO) e ha ulteriormente migliorato le prestazioni di accumulo di energia dell'aerogel di carbonio con attivazione di KOH. L'aerogel di carbonio di cellulosa TO è caratterizzato da la sua leggerezza (3,65 mg/cm ₃ ), superidrofobicità e un'ampia area superficiale specifica (1840 cm ₂ /g). Grazie all'eccellente volume microporoso e agli abbondanti gruppi funzionali, l'aerogel di carbonio TO può essere utilizzato come materiale adsorbente multifunzionale in diverse applicazioni. Il materiale possiede una capacità di stoccaggio dell'idrogeno pari allo 0,6% in peso,  una capacità di assorbimento di CO2 di 16 mmol/g, una capacità di adsorbimento di 123,31 mg/g di o-xilene e 124,57 mg/g di o-diclorobenzene a temperatura ambiente _. Gli aerogel di carbonio di cellulosa TO a basso costo, rispettosi dell’ambiente e multifunzionali sono promettenti per varie applicazioni come lo stoccaggio dell’idrogeno, il sequestro del carbonio e la rimozione della diossina. Lo studio fornisce un approccio nuovo ed efficace per la progettazione sostenibile e la fabbricazione di materiali funzionali in carbonio ad alte prestazioni da risorse di biomassa rinnovabile, che possono essere ampiamente utilizzati nelle industrie di stoccaggio dell’energia e di protezione ambientale. Lo studio è intitolato "Aerogel di carbonio multifunzionali da typha orientalis per applicazioni nell'adsorbimento: stoccaggio dell'idrogeno, cattura della CO ₂  e rimozione dei COV". Removal" è stato pubblicato sulla rivista Energy.

 

 

Nello studio è stata utilizzata la linea di prodotti CIQTEK EASY-V.

 

 

 

Illustrazione schematica della procedura di fabbricazione degli aerogel di carbonio di cellulosa TO.

 

 

Inoltre, nella direzione della ricerca sui materiali per la separazione del gas, il gruppo del Prof. Ren Xiuxiu dell'Università di Changzhou ha preparato con successo membrane composite per la separazione dell'H ₂  drogando il bisolfuro di molibdeno bidimensionale (2D) (MoS ₂ ), che è esclusivo dell'H ₂ , in reti di organosilice microporosa innestate derivate dall'1,2-bis(trietossisilil)etano (BTESE) utilizzando il metodo sol-gel. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Industrial & Engineering Chemistry Research con il titolo "Laminar MoS ₂  Nanosheets Embedded into Organosilica Membranes for Efficient H ₂  Separation. A causa dei loro potenziali ζ opposti, i sol BTESE generati dalla reazione di polimerizzazione dell'idrolisi e I nanofogli di MoS ₂  formavano una superficie continua senza difetti lamellari al contorno. Con l'aumento del contenuto di MoS ₂  , la trasmittanza di H ₂  delle membrane BTESE ha mostrato una tendenza generale all'aumento nell'intervallo di 1,85 ~ 2,89 × 10 ^-7  mol·m ^-2  s ^{- 1}  Pa ^-1  (552 ~ 864 GPU), che era superiore a quella della trasmittanza H ₂ originaria  della membrana BTESE (491 GPU). Inoltre, la selettività H ₂ /N ₂  della membrana MoS ₂ /BTESE ottimizzata a 100 °C era 129, molto superiore a quello della membrana BTESE incontaminata di 17. Questi sono stati attribuiti all'effetto sinergico dei  nanofogli BTESE e MoS _2. Attraverso test di isoterma di adsorbimento, coefficienti di diffusione e calcoli energetici, si è scoperto che l'incorporazione di il MoS ₂ non poroso  ha aumentato la densità della rete BTESE, impedendo il passaggio di N ₂ , mentre un buon adsorbimento sul bordo carico del MoS ₂  ha promosso l'adsorbimento di H ₂ , e quindi sia la permeabilità che la selettività sono state corrispondentemente migliorate, con conseguente miglioramento del materiale eccellente capacità di separazione _dell'H2  .

Nel frattempo, questo approccio fornisce anche un nuovo meccanismo per la separazione dell’idrogeno.

 

 

Principio schematico delle reti MoS ₂ /BTESE per la separazione del gas. ^[3]

 

 

Tecnologia di caratterizzazione dell'adsorbimento di gas ad alta pressione CIQTEK

 

 

Università di Shandong: applicazioni di stoccaggio del gas

 

La capacità di stoccaggio dell'idrogeno dell'aerogel di carbonio di cellulosa (CA) è mostrata nella seguente figura (a). Si può vedere che la capacità di stoccaggio dell'idrogeno di CA è stata significativamente aumentata dopo l'attivazione da parte di KOH. Le capacità di stoccaggio dell'idrogeno di CA-KOH1 e CA-KOH2 erano simili ed entrambe erano dello 0,61% in peso a temperatura ambiente e con una pressione dell'idrogeno di 80 bar. . La seguente figura (b) mostra l'adattamento lineare di Langmuir per l'adsorbimento di idrogeno, e si può vedere che R ²  è maggiore dell'80%, il che verifica l'applicabilità dell'isoterma di Langmuir e indica che le molecole di idrogeno al di sopra del punto di ebollizione di l'adsorbente viene adsorbito fisicamente in un singolo strato su CA e l'area superficiale specifica dell'adsorbente è uno dei parametri importanti che influenzano le prestazioni dell'adsorbimento dell'idrogeno. Inoltre il materiale mostra ancora un andamento lineare crescente a 80 Bar, il che indica che la copertura superficiale non ha ancora raggiunto la saturazione.

 

 

(a) Curve isoterme dell'idrogeno della CA attivata a temperatura ambiente. (b) Stoccaggio di idrogeno – Curve di adattamento lineare di Langmuir. ^[2]

 

 

Di seguito è mostrata la capacità dei materiali CA di adsorbire anidride carbonica a 25 °C e 30 Bar. Con l'aumento della pressione, la capacità di adsorbimento del materiale CA attivato da unKOH è aumentata a 2,2 mmol/ge poi è rimasta invariata. Il campione CA-KOH2 attivato da KOH aveva una capacità di adsorbimento di 2,14 mmol/g a una bassa pressione di 0,5 bar, che poteva essere aumentata a 16 mmol/g ad alta pressione, il che suggerisce che la biomassa attivata da KOH è un efficace metodo per lo sviluppo di adsorbenti di CO2 di alta qualità. Il plateau di adsorbimento è stato osservato in tutti i campioni tranne CA-KOH2, che indicava l'adsorbimento in saturazione sulla superficie dei campioni. Allo stesso modo, l'adattamento lineare dell'isoterma di Langmuir era superiore al 95%, come si può vedere dalla seguente figura (b), che ha ben verificato l'applicabilità dell'isoterma di Langmuir e ha dimostrato le caratteristiche di adsorbimento monostrato delle molecole di CO2 sull'adsorbente. Nel complesso, i tassi di assorbimento di CO2 di questi materiali erano molto più alti di quelli di altri materiali non biomasse segnalati (ad esempio, nitruro di carbonio mesoporoso, ecc.) e lo studio ha dimostrato la praticità della biomassa di scarto per la cattura di CO2.

 

 

(a)  Curve isoterme della CO _{2 dell'anidride carbonica attivata a temperatura ambiente.} (b) Curve di adattamento lineare di cattura di CO ₂  -Langmuir. ^[2]

 

 

 

Università di Changzhou: applicazioni di separazione del gas

 

 Di seguito sono mostrate le capacità di adsorbimento delle membrane di separazione di organosilicio, delle membrane di separazione di nanofogli di organosilicio modificati di nanofogli di molibdeno e di nanofogli di disolfuro di molibdeno puro per H ₂  e N _{2 .} La capacità di assorbimento dei nanofogli di bisolfuro di molibdeno per H ₂  è più di 60 volte quella di N ₂ . Ciò è dovuto al fatto che gli atomi ai margini di MoS ₂  si trovano solitamente in uno stato di coordinazione insaturo e  di conseguenza H _{2 può essere adsorbito.}  Le proprietà superiori di adsorbimento di H _{2 rendono il MoS 2}  adatto per immagazzinare H ₂ , ma il suo coefficiente di diffusione è basso, rendendolo inadatto per separare H ₂  da N ₂  o CO ₂  da solo. mentre BTESE con la sua rete microporosa presenta una grande differenza diffusiva tra H ₂  e N ₂ , ma con un adsorbimento di H ₂ inferiore  a quello di N ₂ . l'incorporazione di MoS ₂  nella rete BTESE ha comportato una maggiore capacità di adsorbimento e diffusione di H ₂  rispetto a quella del BTESE originale. Poiché l'H ₂  viene adsorbito sul bordo attivo di MoS ₂ , gli atomi vicini consentono agli atomi di idrogeno di migrare verso alcuni siti inattivi sulla superficie, per poi trasferirli attraverso la rete BTESE, il che porta ad un significativo miglioramento sia delle capacità di adsorbimento che di diffusione dell'H ₂  nei compositi. Nel frattempo, la struttura di BTESE con l'introduzione di MoS ₂  è più densa, il che limita la capacità di adsorbimento e la capacità di diffusione del materiale per N ₂ . Pertanto, l'effetto coordinato di MoS ₂  e BTESE ha effettivamente realizzato le elevate prestazioni di separazione H ₂ /N ₂  dei compositi.

 

Isoterme di adsorbimento di H ₂  e N ₂  di (a)gel BTESE, (b)0,05% in peso di gel MoS ₂ /BTESE e (c)MoS ₂  testati a 100 °C.  ^[3]

 

 

 

 

Analizzatore di adsorbimento di gas per stoccaggio di idrogeno ad alta temperatura CIQTEK

EASY-H 1210 e 1420

 

Lo strumento di adsorbimento di gas ad alta temperatura e alta pressione può realizzare la capacità di adsorbimento e la capacità di separazione dei materiali per H2, CO2, N2, O2, CH4 e altri gas a diverse temperature e pressioni e può caratterizzare efficacemente le caratteristiche di adsorbimento e desorbimento del materiali e la relazione tra l'adsorbimento del materiale e le temperature e le pressioni di desorbimento, la quantità di adsorbimento e desorbimento e la selettività di adsorbimento e desorbimento dei materiali come l'adsorbimento e il desorbimento chiave delle proprietà del gas del materiale.

 

Caratteristiche del prodotto:

 

- Controllo software completamente automatico

 

- Gamma completa di elementi di prova (isoterma, cinetica, TPD, test di ciclo, ecc.)

 

- Intervallo di temperatura: temperatura ambiente-550 ℃, precisione: ± 0,1 ℃ (sistema di test a bassa temperatura opzionale)

 

- Intervallo di pressione: vuoto-200 bar, precisione: 0,01% FS (sistema di prova della pressione graduata opzionale)

 

- Acquisizione digitale della pressione, riduzione dell'errore di rumore

 

- Elevata integrazione e precisione del sistema, supporto per la misurazione di microcampioni (meno di 100 mg).

- Controllo della temperatura della cavità del substrato, intervallo di controllo della temperatura: temperatura ambiente ~ 50 ℃, precisione del controllo della temperatura: ± 0,1 ℃

 

 

Ricerche scientifiche sui prodotti CIQTEK

 

1. Meccanismi catalitici delle nanoparticelle di nichel per il miglioramento della cinetica di disidratazione dell'idruro di magnesio. Giornale di magnesio e leghe（2023）
2.  
3. Aerogel di carbonio multifunzionali di Typha orientalis per applicazioni nell'adsorbimento: stoccaggio dell'idrogeno, cattura della CO ₂ e rimozione dei COV. Energia（2023）
4.  
5. Nanosheet laminari di MoS ₂ incorporati in membrane di organosilice per un'efficiente separazione di H ₂ . Ricerca sulla chimica industriale e ingegneristica（2023）
6.  
7. Comportamento di adsorbimento e diffusione di gas bicomponenti in particelle di carbone a diverse temperature. Carburante（2023）
8.  
9. Microstrutture su scala nanometrica e nuove prestazioni di stoccaggio dell'idrogeno di leghe a media entropia  V ₄₇ Fe ₁₁ Ti ₃₀ Cr ₁₀ RE _{2 (RE = La, Ce, Y, Sc) come colate.} Giornale di leghe e composti（2022）
10.  
11. Modellazione della cinetica di diffusione durante l'adsorbimento di gas in un giacimento di carbone con un metodo di inversione adimensionale. Carburante（2022）
12.  
13. Comportamento della migrazione dei gas bicomponenti tra CO ₂ , N ₂ e O ₂  nelle particelle di carbone durante l'adsorbimento. Carburante（2022）
14.  
15. _{Adsorbimento di anidride carbonica di Mo 2} C MXene  bidimensionale . Diamanti e materiali correlati（2022）
16.  
17. Progettazione, sintesi, struttura e proprietà di stoccaggio del gas (CO ₂ , CH ₄ e H ₂ ) di composti organici porosi con legame imminico. Scienza dei materiali per le tecnologie energetiche（2022）
18.  
19. Strutture gerarchiche su scala micron/nano e meccanismi di stoccaggio dell'idrogeno in una lega multicomponente a base di vanadio fuso. Nanoenergia（2021）
20.  
21. Comportamento della migrazione dei gas dei processi di adsorbimento nelle particelle di carbone: modello del gradiente di densità e sua validazione sperimentale. Sicurezza dei processi e protezione ambientale（2021）
22.  
23. Modello teorico e soluzione numerica del meccanismo di desorbimento e flusso del gas nella matrice di carbone basato sul gradiente di densità del gas libero. Giornale di scienza e ingegneria del gas naturale（2021）
24.  
25. Un modello di evoluzione della permeabilità delle particelle di carbone dal punto di vista della deformazione per adsorbimento. Scienze e ingegneria energetica（2021）
26.  
27. Sintesi e utilizzo di nuovi complessi metallici porosi contenenti una porzione fusidata come mezzo di stoccaggio del gas. Giornale coreano di ingegneria chimica（2021）
28.  
29. Modellazione del trasporto di gas guidato dai gradienti di densità del gas libero all'interno di una matrice di carbone: prospettiva dell'adsorbimento isotermico. Energia e combustibili（2020）
30.  
31. Comportamento del trasporto del gas indipendente dal tempo e dalla pressione in una matrice di carbone: sviluppo e miglioramento del modello. Energia e combustibili（2020）
32.  
33. Sintesi di nuovi polimeri organici porosi drogati con eteroatomi come mezzi ecologicamente efficienti per lo stoccaggio dell'anidride carbonica. Scienze applicate（2019）
34.  
35. Inversione del coefficiente di permeabilità ai gas delle particelle di carbone basata sul modello di permeazione di Darcy. Giornale di scienza e ingegneria del gas naturale（2018）
36.  
37. Preparazione di MXeni Ti ₃ C ₂ e Ti ₂ C mediante attacco con sali di fluoruro e proprietà di assorbimento del metano. Scienza applicata delle superfici（2017）
38.  
39. Adsorbente composito a doppio strato a base di ossido/carbone attivo per la separazione di H ₂ /CO ₂ a temperature elevate . Giornale internazionale dell'energia dell'idrogeno（2015）