CIQTEK EASY-H für die Forschung zu Gasspeicher-Trennmaterialien

In den letzten Jahren haben die Branchen Wasserstoffenergie und Kohlenstoffabscheidung und -nutzung große Aufmerksamkeit und Entwicklung erfahren, insbesondere die Wasserstoffspeicherung sowie die CO ₂  -Abscheidung, -Umwandlung und -Nutzung. Die Erforschung von H ₂ , CO ₂ und anderen Materialien zur Gasspeicherung und -trennung ist der Schlüssel zur Förderung der Entwicklung verwandter Industrien.

 

Kürzlich synthetisierte die Gruppe von Prof. Cheng Es ist leicht (3,65 mg/cm ₃ ), superhydrophob und verfügt über eine große spezifische Oberfläche (1840 cm ₂ /g). Aufgrund des hervorragenden Mikroporenvolumens und der zahlreichen funktionellen Gruppen kann TO-Kohlenstoff-Aerogel als multifunktionales Adsorptionsmaterial in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden. Das Material besitzt eine Wasserstoffspeicherkapazität von 0,6 Gew.-%, eine  Adsorptionskapazität für CO _{2 von 16 mmol/g, eine Adsorptionskapazität für o-Xylol von 123,31 mg/g und eine Adsorptionskapazität für o-Dichlorbenzol von 124,57 mg/g bei Raumtemperatur.} Die kostengünstigen, umweltfreundlichen und multifunktionalen TO-Cellulose-Kohlenstoff-Aerogele sind vielversprechend für verschiedene Anwendungen wie Wasserstoffspeicherung, Kohlenstoffsequestrierung und Dioxinentfernung. Die Studie bietet einen neuen und effektiven Ansatz für die nachhaltige Entwicklung und Herstellung leistungsstarker funktioneller Kohlenstoffmaterialien aus erneuerbaren Biomasseressourcen, die in der Energiespeicher- und Umweltschutzindustrie weit verbreitet eingesetzt werden können. Die Studie trägt den Titel „Multifunktionelle Kohlenstoff-Aerogele aus Typha orientalis für Anwendungen in der Adsorption: Wasserstoffspeicherung, CO ₂  -Abscheidung und VOC-Entfernung“. Removal“ wurde in der Fachzeitschrift Energy veröffentlicht.

 

 

In der Studie wurde die Produktlinie CIQTEK EASY-V verwendet.

 

 

 

Schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens von TO-Cellulose-Kohlenstoff-Aerogelen.

 

 

Darüber hinaus hat die Gruppe von Prof. Ren Xiuxiu an der Universität Changzhou im Hinblick auf die Erforschung von Gastrennungsmaterialien erfolgreich Verbundmembranen für die H ₂  -Trennung hergestellt, indem sie zweidimensionales (2D) Molybdändisulfid (MoS ₂ ) dotiert hat, das nur in H ₂ vorkommt . in gepfropfte mikroporöse Organosilikatnetzwerke, die aus 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethan (BTESE) abgeleitet sind, unter Verwendung der Sol-Gel-Methode. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Industrial & Engineering Chemistry Research unter dem Titel „Laminar MoS ₂  Nanosheets Embedded into Organosilica Membranes for Efficient H ₂  Separation“ veröffentlicht. Aufgrund ihrer entgegengesetzten ζ-Potentiale sind die durch die Hydrolyse-Polymerisationsreaktion erzeugten BTESE-Sole und die MoS ₂  -Nanoblätter bildeten eine kontinuierliche Oberfläche ohne lamellare Grenzdefekte. Mit zunehmendem MoS 2 _-Gehalt zeigte  die H ₂  -Durchlässigkeit von BTESE-Membranen einen insgesamt steigenden Trend im Bereich von 1,85 ~ 2,89 × 10 ^-7  mol·m ^-2  s ^{- 1}  Pa ^-1  (552 ~ 864 GPU), was höher war als die der reinen H ₂  -Durchlässigkeit der BTESE-Membran (491 GPU). Darüber hinaus lag die H ₂ /N _2-  Selektivität der optimierten MoS ₂ /BTESE-Membran bei Die Temperatur bei 100 °C war 129, viel höher als die der ursprünglichen BTESE-Membran von 17. Diese wurden auf den synergistischen Effekt von BTESE- und MoS ₂  -Nanoblättern zurückgeführt. Durch Adsorptionsisothermentests, Diffusionskoeffizienten und Energieberechnungen wurde festgestellt, dass der Einbau von Nichtporöses MoS ₂  erhöhte die Dichte des BTESE-Netzwerks und verhinderte den Durchgang von N ₂ , während eine gute Adsorption an der geladenen Kante des MoS ₂  die Adsorption von H ₂ förderte und somit sowohl Permeabilität als auch Selektivität entsprechend verbessert wurden, was zu den Eigenschaften des Materials führte ausgezeichnete H ₂  -Trennfähigkeit.

Mittlerweile bietet dieser Ansatz auch einen neuartigen Mechanismus zur Wasserstofftrennung.

 

 

Schematisches Prinzip von MoS ₂ /BTESE-Netzwerken zur Gastrennung. ^[3]

 

 

CIQTEK Hochdruck-Gasadsorptions-Charakterisierungstechnologie

 

 

Shandong University: Gasspeicheranwendungen

 

Die Wasserstoffspeicherkapazität von Cellulose-Kohlenstoff-Aerogel (CA) ist in der folgenden Abbildung (a) dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Wasserstoffspeicherkapazität von CA nach der Aktivierung durch KOH deutlich erhöht wurde. Die Wasserstoffspeicherkapazitäten von CA-KOH1 und CA-KOH2 waren ähnlich und betrugen beide 0,61 Gew.-% bei Raumtemperatur und 80 bar Wasserstoffdruck . Die folgende Abbildung (b) zeigt die lineare Langmuir-Anpassung für die Wasserstoffadsorption. Es ist ersichtlich, dass R ²  größer als 80 % ist, was die Anwendbarkeit der Langmuir-Isotherme bestätigt und anzeigt, dass die Wasserstoffmoleküle über dem Siedepunkt von liegen Das Adsorptionsmittel wird physikalisch in einer einzigen Schicht auf CA adsorbiert, und die spezifische Oberfläche des Adsorptionsmittels ist einer der wichtigen Parameter, die die Leistung der Wasserstoffadsorption beeinflussen. Darüber hinaus zeigt das Material bei 80 Bar immer noch einen linear steigenden Trend, was darauf hindeutet, dass die Oberflächenbedeckung noch nicht die Sättigung erreicht hat.

 

 

(a) Wasserstoffisothermenkurven von aktiviertem CA bei Raumtemperatur. (b)Wasserstoffspeicherung – Langmuir-Linearanpassungskurven. ^[2]

 

 

Die Fähigkeit von CA-Materialien, Kohlendioxid bei 25 °C und 30 Bar zu adsorbieren, ist unten dargestellt. Mit steigendem Druck stieg die Adsorptionskapazität des nicht KOH-aktivierten CA-Materials auf 2,2 mmol/g und blieb dann unverändert. Die KOH-aktivierte CA-KOH2-Probe hatte eine Adsorptionskapazität von 2,14 mmol/g bei einem niedrigen Druck von 0,5 bar, die bei einem hohen Druck auf 16 mmol/g erhöht werden konnte, was darauf hindeutet, dass die KOH-aktivierte Biomasse wirksam ist Methode zur Entwicklung hochwertiger CO2-Adsorptionsmittel. Das Adsorptionsplateau wurde bei allen Proben mit Ausnahme von CA-KOH2 beobachtet, was auf die Sättigungsadsorption auf der Oberfläche der Proben hinweist. In ähnlicher Weise lag die lineare Anpassung der Langmuir-Isotherme über 95 %, wie aus der folgenden Abbildung (b) ersichtlich ist, die die Anwendbarkeit der Langmuir-Isotherme gut bestätigte und die Monoschicht-Adsorptionseigenschaften von CO2-Molekülen auf dem Adsorbens demonstrierte. Insgesamt waren die CO2-Adsorptionsraten dieser Materialien viel höher als die anderer gemeldeter Nicht-Biomasse-Materialien (z. B. mesoporöses Kohlenstoffnitrid usw.), und die Studie zeigte, dass Abfallbiomasse für die CO2-Abscheidung praktisch ist.

 

 

(a)CO ₂  -Isothermenkurven von aktiviertem CA bei Raumtemperatur. (b)CO ₂  -Einfang-Langmuir-Linearanpassungskurven. ^[2]

 

 

 

Universität Changzhou: Anwendungen der Gastrennung

 

Die Adsorptionskapazitäten von Organosilicium-Trennmembranen, mit Molybdändisulfid-Nanoblättern modifizierten Organosilicium-Trennmembranen und reinen Molybdändisulfid-Nanoblättern für H ₂  und N ₂  sind unten aufgeführt. Die Adsorptionskapazität von Molybdändisulfid-Nanoblättern für H ₂  ist mehr als 60-mal so hoch wie die von N ₂ . Dies liegt daran, dass sich die Atome am Rand von MoS ₂  meist in einem ungesättigten Koordinationszustand befinden und  dadurch H _{2 adsorbiert werden kann.} Aufgrund der hervorragenden H ₂  -Adsorptionseigenschaften eignet sich MoS ₂  zur Speicherung von H ₂ , sein Diffusionskoeffizient ist jedoch niedrig, sodass es für die  alleinige Trennung von H ₂  von N ₂  oder CO _{2 ungeeignet ist.} wohingegen BTESE mit seinem mikroporösen Netzwerk einen großen Diffusionsunterschied zwischen H ₂  und N ₂ aufweist , jedoch mit einer geringeren Adsorption von H ₂  als von N ₂ . Der Einbau von MoS ₂  in das BTESE-Netzwerk führte zu einer höheren Adsorptionskapazität und Diffusion von H ₂  als beim ursprünglichen BTESE. Da H _{2 an der aktiven Kante von MoS 2}  adsorbiert wird , ermöglichen die benachbarten Atome die Wanderung der Wasserstoffatome dorthin einige inaktive Stellen auf der Oberfläche und werden dann durch das BTESE-Netzwerk übertragen, was zu einer deutlichen Verbesserung sowohl der Adsorptions- als auch der Diffusionskapazitäten von H ₂  in den Verbundwerkstoffen führt. Mittlerweile wird die Struktur von BTESE durch die Einführung von MoS ₂  dichter, was die Adsorptionskapazität und Diffusionskapazität des Materials für N ₂ einschränkt . Daher ermöglichte die koordinierte Wirkung von MoS ₂  und BTESE effektiv die hohe H ₂ /N ₂  -Trennleistung der Verbundstoffe.

 

H _{2 -}  und N ₂  -Adsorptionsisothermen von (a) BTESE-Gelen, (b) 0,05 Gew.-% MoS ₂ /BTESE-Gelen und (c) MoS _2,  getestet bei 100 °C.  ^[3]

 

 

 

 

CIQTEK Hochtemperatur-Wasserstoffspeicher-Gasadsorptionsanalysator

EASY-H 1210 & 1420

 

Hochtemperatur- und Hochdruck-Gasadsorptionsinstrumente können die Adsorptionskapazität und Trennkapazität von Materialien für H2, CO2, N2, O2, CH4 und andere Gase bei unterschiedlichen Temperaturen und Drücken ermitteln und die Adsorptions- und Desorptionseigenschaften des Gases effektiv charakterisieren Materialien und die Beziehung zwischen den Adsorptions- und Desorptionstemperaturen und -drücken des Materials, das Ausmaß der Adsorption und Desorption sowie die Adsorptions- und Desorptionsselektivität der Materialien wie die wichtigsten Adsorptions- und Desorptionseigenschaften des Materialgases.

 

Produktmerkmale:

 

- Vollautomatische Softwaresteuerung

 

- Umfassendes Spektrum an Testobjekten (Isotherme, Kinetik, TPD, Zyklustest usw.)

 

- Temperaturbereich: Raumtemperatur - 550 ℃, Genauigkeit: ± 0,1 ℃ (optionales Niedertemperatur-Testsystem)

 

- Druckbereich: Vakuum – 200 Bar, Genauigkeit: 0,01 % FS (optionales abgestuftes Druckprüfsystem)

 

- Digitale Druckerfassung, Reduzierung von Rauschfehlern

 

- Hohe Integration und Systemgenauigkeit, Unterstützung für die Messung von Mikroproben (weniger als 100 mg).

- Temperaturregelung des Substrathohlraums, Temperaturregelbereich: Raumtemperatur ~ 50 ℃, Temperaturregelgenauigkeit: ± 0,1 ℃

 

 

Wissenschaftliche Untersuchungen zu CIQTEK-Produkten

 

1. Katalytische Mechanismen von Nickel-Nanopartikeln für die verbesserte Dehydrierungskinetik von Magnesiumhydrid. Zeitschrift für Magnesium und Legierungen (2023)
2.  
3. Multifunktionale Kohlenstoff-Aerogele aus Typha orientalis für Anwendungen in der Adsorption: Wasserstoffspeicherung, CO ₂ -Abscheidung und VOC-Entfernung. Energie (2023)
4.  
5. Laminare MoS ₂ -Nanoblätter, eingebettet in Organosilica-Membranen für eine effiziente H ₂ -Trennung. Industrielle und technische Chemieforschung (2023)
6.  
7. Adsorptions- und Diffusionsverhalten von Zweikomponentengasen in Kohlepartikeln bei verschiedenen Temperaturen. Kraftstoff (2023)
8.  
9. Nanoskalige Mikrostrukturen und neuartige Wasserstoffspeicherleistung von V ₄₇ Fe ₁₁ Ti ₃₀ Cr ₁₀ RE ₂ (RE = La, Ce, Y, Sc)-Legierungen mittlerer Entropie im Gusszustand. Zeitschrift für Legierungen und Verbindungen (2022)
10.  
11. Modellierung der Diffusionskinetik während der Gasadsorption in einem Kohleflöz mit einer dimensionslosen Inversionsmethode. Kraftstoff (2022)
12.  
13. Migrationsverhalten von Zweikomponentengasen zwischen CO ₂ , N ₂ und O ₂  in Kohlepartikeln während der Adsorption. Kraftstoff (2022)
14.  
15. Kohlendioxidadsorption von zweidimensionalem Mo ₂ C MXen. Diamant und verwandte Materialien (2022)
16.  
17. Design, Synthese, Struktur und Gasspeichereigenschaften (CO ₂ , CH ₄ und H ₂ ) poröser organischer Verbindungen mit Iminbindung. Materialwissenschaft für Energietechnologien (2022)
18.  
19. Hierarchische Strukturen im Mikro-/Nanobereich und Wasserstoffspeichermechanismen in einer gegossenen Mehrkomponentenlegierung auf Vanadiumbasis. Nanoenergie (2021)
20.  
21. Gasmigrationsverhalten von Adsorptionsprozessen in Kohlepartikeln: Dichtegradientenmodell und seine experimentelle Validierung. Prozesssicherheit und Umweltschutz (2021)
22.  
23. Theoretisches Modell und numerische Lösung der Gasdesorption und des Strömungsmechanismus in der Kohlematrix basierend auf dem Dichtegradienten des freien Gases. Journal of Natural Gas Science and Engineering (2021)
24.  
25. Ein Permeabilitätsentwicklungsmodell von Kohlepartikeln aus der Perspektive der Adsorptionsverformung. Energiewissenschaft und -technik (2021)
26.  
27. Synthese und Verwendung neuer poröser Metallkomplexe mit einer Fusidateinheit als Gasspeichermedien. Koreanisches Journal für Chemieingenieurwesen (2021)
28.  
29. Modellierung des Gastransports, angetrieben durch Dichtegradienten von freiem Gas innerhalb einer Kohlematrix: Perspektive der isothermen Adsorption. Energie und Kraftstoffe (2020)
30.  
31. Zeit- und druckunabhängiges Gastransportverhalten in einer Kohlematrix: Modellentwicklung und -verbesserung. Energie und Kraftstoffe (2020)
32.  
33. Synthese neuartiger Heteroatom-dotierter poröser organischer Polymere als umweltfreundliche Medien für die Kohlendioxidspeicherung. Angewandte Wissenschaften (2019)
34.  
35. Inversion des Gaspermeabilitätskoeffizienten von Kohlepartikeln basierend auf Darcys Permeationsmodell. Journal of Natural Gas Science and Engineering (2018)
36.  
37. Herstellung von Ti ₃ C _2- und Ti ₂ C-MXenen durch Ätzen von Fluoridsalzen und Methanadsorptionseigenschaften. Angewandte Oberflächenwissenschaft (2017)
38.  
39. Schichtförmiges Verbundadsorbens auf Doppeloxid-/Aktivkohlebasis für die H ₂ /CO ₂ -Trennung bei erhöhter Temperatur. International Journal of Hydrogen Energy (2015)