CIQTEK EASY-H para pesquisa de materiais de separação para armazenamento de gás

Nos últimos anos, as indústrias relacionadas com a energia do hidrogénio e a captura e utilização de carbono têm recebido ampla atenção e desenvolvimento, especialmente as indústrias relacionadas com o armazenamento de hidrogénio e a captura e conversão de CO ₂  e utilização. A pesquisa de H ₂ , CO ₂ e outros materiais de armazenamento e separação de gases é a chave para promover o desenvolvimento de indústrias relacionadas.

 

Recentemente, o grupo do Prof. Cheng Xingxing na Universidade de Shandong sintetizou aerogel de carbono de celulose de biomassa com uma estrutura de rede tridimensional de Tetragonum officinale (TO) e melhorou ainda mais o desempenho de armazenamento de energia do aerogel de carbono com ativação de KOH. seu peso leve (3,65 mg/cm ₃ ), superhidrofobicidade e grande área superficial específica (1840 cm ₂ /g). Devido ao excelente volume microporoso e abundantes grupos funcionais, o aerogel de carbono TO pode ser utilizado como material adsorvente multifuncional em diversas aplicações. O material possui capacidade de armazenamento de hidrogênio de 0,6% em peso,  capacidade de adsorção de 16 mmol/g de CO2, capacidade de adsorção de 123,31 mg/g de o-xileno e 124,57 mg/g de o-diclorobenzeno em temperatura ambiente _. Os aerogéis de carbono de celulose TO de baixo custo, ecologicamente corretos e multifuncionais são promissores para diversas aplicações, como armazenamento de hidrogênio, sequestro de carbono e remoção de dioxinas. O estudo fornece uma abordagem nova e eficaz para o projeto e fabricação sustentáveis ​​de materiais de carbono funcionais de alto desempenho a partir de recursos renováveis ​​de biomassa, que podem ser amplamente utilizados nas indústrias de armazenamento de energia e proteção ambiental. O estudo é intitulado "Aerogéis de carbono multifuncionais de typha orientalis para aplicações em adsorção: armazenamento de hidrogênio, captura de CO ₂  e remoção de COVs". Remoção" foi publicado na revista Energy.

 

 

A linha de produtos CIQTEK EASY-V foi utilizada no estudo.

 

 

 

Ilustração esquemática para o procedimento de fabricação de aerogéis de carbono TO celulose.

 

 

Além disso, na direção da pesquisa de materiais de separação de gases, o grupo do Prof. Ren Xiuxiu da Universidade de Changzhou preparou com sucesso membranas compostas para separação de H ₂  dopando dissulfeto de molibdênio bidimensional (2D) (MoS ₂ ), que é exclusivo do H ₂ , em redes de organosílica microporosas enxertadas derivadas de 1,2-bis(trietoxissilil)etano (BTESE) usando o método sol-gel. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Industrial & Engineering Chemistry Research sob o título "Laminar MoS ₂  Nanosheets Embedded into Organosilica Membranes for Efficient H ₂  Separation. Devido aos seus potenciais ζ opostos, os sóis BTESE gerados pela reação de polimerização por hidrólise e o As nanofolhas de MoS ₂  formaram uma superfície contínua sem defeitos de contorno lamelar. Com o aumento do teor de MoS ₂  , a transmitância de H ₂  das membranas BTESE mostrou uma tendência geral de aumento na faixa de 1,85 ~ 2,89 × 10 ^-7  mol·m ^-2  s ^{- 1}  Pa ^-1  (552 ~ 864 GPU), que foi superior à da transmitância H ₂ pura  da membrana BTESE (491 GPU).Além disso, a seletividade H ₂ /N ₂  da membrana MoS ₂ /BTESE otimizada em 100 °C foi 129, muito superior ao da membrana BTESE pura de 17. Estes foram atribuídos ao efeito sinérgico das nanofolhas BTESE e MoS _2.  Através de testes de isoterma de adsorção, coeficientes de difusão e cálculos de energia, descobriu-se que a incorporação de O MoS ₂ não poroso  aumentou a densidade da rede BTESE, impedindo a passagem de N ₂ , enquanto a boa adsorção na borda carregada do MoS ₂  promoveu a adsorção de H ₂ e, assim, tanto a permeabilidade quanto a seletividade foram correspondentemente aumentadas, resultando no material excelente  capacidade de separação de _{H2 .}

Entretanto, esta abordagem também fornece um novo mecanismo para a separação do hidrogénio.

 

 

Princípio esquemático de redes MoS ₂ /BTESE para separação de gases. ^[3]

 

 

Tecnologia de caracterização de adsorção de gás de alta pressão CIQTEK

 

 

Universidade de Shandong: aplicações de armazenamento de gás

 

A capacidade de armazenamento de hidrogênio do aerogel de carbono de celulose (CA) é mostrada na figura (a) a seguir. Pode-se observar que a capacidade de armazenamento de hidrogênio do CA aumentou significativamente após a ativação por KOH. As capacidades de armazenamento de hidrogênio de CA-KOH1 e CA-KOH2 foram semelhantes, e ambas foram de 0,61% em peso à temperatura ambiente e pressão de hidrogênio de 80 bar . A figura (b) a seguir mostra o ajuste linear de Langmuir para adsorção de hidrogênio, e pode-se observar que o R ²  é maior que 80%, o que verifica a aplicabilidade da isoterma de Langmuir, e indica que as moléculas de hidrogênio acima do ponto de ebulição de o adsorvente é fisicamente adsorvido em uma única camada no CA, e a área superficial específica do adsorvente é um dos parâmetros importantes que influenciam o desempenho da adsorção de hidrogênio. Além disso, o material ainda apresenta tendência linear crescente em 80 Bar, o que indica que a cobertura superficial ainda não atingiu a saturação.

 

 

(a) Curvas de isoterma de hidrogênio de CA ativado à temperatura ambiente. (b) Armazenamento de hidrogênio – Curvas de ajuste linear de Langmuir. ^[2]

 

 

A capacidade dos materiais CA de adsorver dióxido de carbono a 25 °C e 30 Bar é mostrada abaixo. Com o aumento da pressão, a capacidade de adsorção do material CA ativado por unKOH aumentou para 2,2 mmol/ge depois permaneceu inalterada. A amostra de CA-KOH2 ativada por KOH tinha capacidade de adsorção de 2,14 mmol/g a baixa pressão de 0,5 bar, que poderia ser aumentada para 16 mmol/g a alta pressão, o que sugere que a biomassa ativada por KOH é uma solução eficaz método para o desenvolvimento de adsorvente de CO2 de alta qualidade. O platô de adsorção foi observado em todas as amostras, exceto CA-KOH2, que indicou a adsorção de saturação na superfície das amostras. Da mesma forma, o ajuste linear da isoterma de Langmuir foi superior a 95%, como pode ser visto na figura (b) a seguir, que verificou bem a aplicabilidade da isoterma de Langmuir e demonstrou as características de adsorção em monocamada de moléculas de CO2 no adsorvente. No geral, as taxas de adsorção de CO2 destes materiais foram muito mais elevadas do que as de outros materiais não-biomassa relatados (por exemplo, nitreto de carbono mesoporoso, etc.), e o estudo demonstrou a praticidade da biomassa residual para captura de CO2.

 

 

(a)  Curvas de isoterma de CO _{2 de CA ativado à temperatura ambiente.} (b) Curvas de ajuste linear de captura de CO ₂  -Langmuir. ^[2]

 

 

 

Universidade de Changzhou: Aplicações de Separação de Gás

 

As capacidades de adsorção de membranas de separação de organossilício, nanofolhas de dissulfeto de molibdênio, membranas de separação de organossilício modificadas e nanofolhas de dissulfeto de molibdênio puro para H ₂  e N ₂  são mostradas abaixo. A capacidade de adsorção de nanofolhas de dissulfeto de molibdênio para H ₂  é mais de 60 vezes maior que a do N ₂ . Isto se deve ao fato de que os átomos na borda do MoS ₂  estão geralmente em um estado de coordenação insaturado e,  como resultado, o H _{2 pode ser adsorvido.} As propriedades superiores de adsorção de H ₂  tornam o MoS ₂  adequado para armazenar H ₂ , mas seu coeficiente de difusão é baixo, tornando-o inadequado para separar H ₂  de N ₂  ou CO ₂  sozinho. enquanto o BTESE com sua rede microporosa apresenta uma grande diferença difusiva entre H ₂  e N ₂ , mas com uma adsorção de H ₂ menor  que a de N ₂ . a incorporação de MoS ₂  na rede BTESE resultou em uma maior capacidade de adsorção e difusão de H ₂  do que a do BTESE original. Como o H ₂  é adsorvido na borda ativa do MoS ₂ , os átomos vizinhos permitem que os átomos de hidrogênio migrem para alguns locais inativos na superfície e depois transferidos através da rede BTESE, o que leva a um aumento significativo das capacidades de adsorção e difusão do H ₂  nos compósitos. Entretanto, a estrutura do BTESE com a introdução de MoS ₂  é mais densa, o que limita a capacidade de adsorção e capacidade de difusão do material para N ₂ . Portanto, o efeito coordenado do MoS ₂  e do BTESE realizou efetivamente o alto desempenho de separação H ₂ /N ₂  dos compósitos.

 

Isotermas de adsorção de H2  e N2 _{de géis (a)BTESE, (b)géis MoS2 /} BTESE  a 0,05% em peso e (c)MoS2 _testados  a 100°C.  ^[3]

 

 

 

 

Analisador de adsorção de gás de armazenamento de hidrogênio de alta temperatura CIQTEK

EASY-H 1210 e 1420

 

O instrumento de adsorção de gás de alta temperatura e alta pressão pode realizar a capacidade de adsorção e capacidade de separação de materiais para H2, CO2, N2, O2, CH4 e outros gases sob diferentes temperaturas e pressões, e pode efetivamente caracterizar as características de adsorção e dessorção do materiais e a relação entre as temperaturas e pressões de adsorção e dessorção do material, a quantidade de adsorção e dessorção e a seletividade de adsorção e dessorção dos materiais, como a adsorção e dessorção chave das propriedades do gás do material.

 

Características do produto:

 

- Controle de software totalmente automático

 

- Gama completa de itens de teste (isotérmica, cinética, TPD, teste de ciclo, etc.)

 

- Faixa de temperatura: temperatura ambiente-550 ℃, precisão: ± 0,1 ℃ (sistema de teste opcional de baixa temperatura)

 

Faixa de pressão: vácuo 200 Bar, precisão: 0,01% FS (sistema de teste de pressão graduada opcional)

 

- Aquisição de pressão digital, reduz o erro de ruído

 

- Alta integração e precisão do sistema, suporte para medição de microamostras (menos de 100mg)

- Controle de temperatura da cavidade do substrato, faixa de controle de temperatura: temperatura ambiente ~ 50 ℃, precisão de controle de temperatura: ± 0,1 ℃

 

 

Pesquisas científicas sobre produtos CIQTEK

 

1. Mecanismos catalíticos de nanopartículas de níquel para melhor cinética de desidratação do hidreto de magnésio. Jornal de Magnésio e Ligas（2023）
2.  
3. Aerogéis de carbono multifuncionais de typha orientalis para aplicações em adsorção: armazenamento de hidrogênio, captura de CO ₂ e remoção de COVs. Energia (2023)
4.  
5. Nanofolhas laminares de MoS ₂ incorporadas em membranas de organosílica para separação eficiente de H ₂ . Pesquisa em Química Industrial e de Engenharia（2023）
6.  
7. Comportamento de adsorção e difusão de gases de dois componentes em partículas de carvão em diferentes temperaturas. Combustível（2023）
8.  
9. Microestruturas em nanoescala e novo desempenho de armazenamento de hidrogênio de ligas fundidas de média entropia  V ₄₇ Fe ₁₁ Ti ₃₀ Cr ₁₀ RE _{2 (RE = La, Ce, Y, Sc).} Jornal de Ligas e Compostos（2022）
10.  
11. Modelagem da cinética de difusão durante a adsorção de gás em uma camada de carvão com método de inversão adimensional. Combustível（2022）
12.  
13. Comportamento de migração de gases de dois componentes entre CO ₂ , N ₂ e O ₂  em partículas de carvão durante a adsorção. Combustível（2022）
14.  
15. _{Adsorção de dióxido de carbono de Mo 2} C MXene  bidimensional . Diamante e materiais relacionados（2022）
16.  
17. Projeto, síntese, estrutura e propriedades de armazenamento de gases (CO ₂ , CH ₄ e H ₂ ) de compostos orgânicos porosos de ligação imina. Ciência de Materiais para Tecnologias Energéticas（2022）
18.  
19. Estruturas hierárquicas em escala micro/nano e mecanismos de armazenamento de hidrogênio em uma liga multicomponente fundida à base de vanádio. Nanoenergia（2021）
20.  
21. Comportamento da migração de gases em processos de adsorção em partículas de carvão: modelo de gradiente de densidade e sua validação experimental. Segurança de Processo e Proteção Ambiental（2021）
22.  
23. Modelo teórico e solução numérica da dessorção de gás e mecanismo de fluxo em matriz de carvão baseado no gradiente de densidade de gás livre. Jornal de Ciência e Engenharia de Gás Natural（2021）
24.  
25. Um modelo de evolução da permeabilidade de partículas de carvão sob a perspectiva da deformação por adsorção. Ciência e Engenharia Energética（2021）
26.  
27. Síntese e utilização de novos complexos metálicos porosos contendo uma porção fusidato como meio de armazenamento de gás. Jornal Coreano de Engenharia Química（2021）
28.  
29. Modelagem de Transporte de Gás Impulsionado por Gradientes de Densidade de Gás Livre dentro de uma Matriz de Carvão: Perspectiva de Adsorção Isotérmica. Energia e Combustíveis（2020）
30.  
31. Comportamento de transporte de gás independente de tempo e pressão em uma matriz de carvão: desenvolvimento e melhoria de modelo. Energia e Combustíveis（2020）
32.  
33. Síntese de novos polímeros orgânicos porosos dopados com heteroátomos como meio ambientalmente eficiente para armazenamento de dióxido de carbono. Ciências Aplicadas（2019）
34.  
35. Inversão do coeficiente de permeabilidade a gases de partículas de carvão com base no modelo de permeação de Darcy. Jornal de Ciência e Engenharia de Gás Natural（2018）
36.  
37. Preparação de MXenos Ti ₃ C ₂ e Ti ₂ C por ataque com sais de flúor e propriedades adsortivas de metano. Ciência de Superfície Aplicada（2017）
38.  
39. Adsorvente composto à base de óxido duplo/carvão ativado em camadas para separação de H ₂ /CO ₂ em temperatura elevada . Jornal Internacional de Energia de Hidrogênio（2015）