CIQTEK EASY-H para la investigación de materiales de separación de almacenamiento de gas

En los últimos años, las industrias relacionadas con la energía del hidrógeno y la captura y utilización de carbono han recibido amplia atención y desarrollo, especialmente las industrias relacionadas con el almacenamiento de hidrógeno y la captura y conversión de CO2 _y  su utilización. La investigación de H ₂ , CO ₂ y otros materiales de almacenamiento y separación de gases es la clave para promover el desarrollo de industrias relacionadas.

 

Recientemente, el grupo del Prof. Cheng Xingxing de la Universidad de Shandong sintetizó aerogel de carbón de celulosa de biomasa con una estructura de red tridimensional de Tetragonum officinale (TO) y mejoró aún más el rendimiento de almacenamiento de energía del aerogel de carbón con activación de KOH. El aerogel de carbón de celulosa TO se caracteriza por su peso ligero (3,65 mg/cm ₃ ), superhidrofobicidad y gran superficie específica (1840 cm ₂ /g). Debido al excelente volumen microporoso y a los abundantes grupos funcionales, el aerogel de carbono TO se puede utilizar como material adsorbente multifuncional en diferentes aplicaciones. El material posee una capacidad de almacenamiento de hidrógeno de 0,6% en peso,  una capacidad de adsorción de CO2 de 16 mmol/g, una capacidad de adsorción de o-xileno de 123,31 mg/g y una capacidad de adsorción de o-diclorobenceno de 124,57 mg/g a temperatura ambiente _. Los aerogeles de carbono de celulosa TO multifuncionales, ecológicos y de bajo costo son prometedores para diversas aplicaciones, como el almacenamiento de hidrógeno, el secuestro de carbono y la eliminación de dioxinas. El estudio proporciona un enfoque nuevo y eficaz para el diseño y la fabricación sostenibles de materiales de carbono funcionales de alto rendimiento a partir de recursos de biomasa renovables, que pueden utilizarse ampliamente en las industrias de almacenamiento de energía y protección del medio ambiente. El estudio se titula "Aerogeles de carbono multifuncionales de typha orientalis para aplicaciones en adsorción: almacenamiento de hidrógeno, captura de CO ₂  y eliminación de COV". Eliminación" fue publicado en la revista Energy.

 

 

En el estudio se utilizó la línea de productos CIQTEK EASY-V.

 

 

 

Ilustración esquemática del procedimiento de fabricación de aerogeles de carbono de celulosa.

 

 

Además, en la dirección de la investigación de materiales de separación de gases, el grupo del Prof. Ren Xiuxiu de la Universidad de Changzhou preparó con éxito membranas compuestas para la separación de H ₂  dopando con disulfuro de molibdeno bidimensional (2D) (MoS ₂ ), que es exclusivo del H ₂ . en redes de organosílice microporosas injertadas derivadas de 1,2-bis(trietoxisilil)etano (BTESE) utilizando el método sol-gel. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Industrial & Engineering Chemistry Research bajo el título "Laminar MoS ₂  Nanosheets Embedded into Organosilica Membranes for Efficient H ₂  Separation. Debido a sus potenciales ζ opuestos, los soles BTESE generados por la reacción de polimerización por hidrólisis y la Las nanohojas de MoS ₂  formaron una superficie continua sin defectos en los límites laminares. Con el aumento del contenido de MoS ₂  , la transmitancia de H ₂  de las membranas BTESE mostró una tendencia creciente general en el rango de 1,85 ~ 2,89 × 10 ^-7  mol·m ^-2  s ^{- 1}  Pa ^-1  (552 ~ 864 GPU), que fue mayor que la de la prístina transmitancia de H ₂  de la membrana BTESE (491 GPU). Además, la selectividad de H ₂ /N ₂  de la membrana MoS ₂ /BTESE optimizada en 100 °C era 129, mucho más alto que el de la prístina membrana BTESE de 17. Estos se atribuyeron al efecto sinérgico de las nanohojas BTESE y MoS _2.  A través de pruebas de isoterma de adsorción, coeficientes de difusión y cálculos de energía, se encontró que la incorporación de El MoS ₂ no poroso  aumentó la densidad de la red BTESE, impidiendo el paso de N ₂ , mientras que una buena adsorción en el borde cargado del MoS ₂  promovió la adsorción de H ₂ y, por lo tanto, tanto la permeabilidad como la selectividad mejoraron correspondientemente, lo que resultó en la densidad del material. Excelente  capacidad de separación de _{H2 .}

Mientras tanto, este enfoque también proporciona un mecanismo novedoso para la separación del hidrógeno.

 

 

Principio esquemático de redes MoS ₂ /BTESE para separación de gases. ^[3]

 

 

Tecnología de caracterización de adsorción de gas a alta presión CIQTEK

 

 

Universidad de Shandong: aplicaciones de almacenamiento de gas

 

La capacidad de almacenamiento de hidrógeno del aerogel de celulosa y carbono (CA) se muestra en la siguiente figura (a). Se puede ver que la capacidad de almacenamiento de hidrógeno de CA aumentó significativamente después de la activación por KOH. Las capacidades de almacenamiento de hidrógeno de CA-KOH1 y CA-KOH2 fueron similares, y ambas fueron 0,61% en peso a temperatura ambiente y 80 bar de presión de hidrógeno. . La siguiente figura (b) muestra el ajuste lineal de Langmuir para la adsorción de hidrógeno, y se puede observar que el R ²  es mayor al 80%, lo que verifica la aplicabilidad de la isoterma de Langmuir, e indica que las moléculas de hidrógeno por encima del punto de ebullición de El adsorbente se adsorbe físicamente en una sola capa de CA, y el área de superficie específica del adsorbente es uno de los parámetros importantes que influyen en el rendimiento de la adsorción de hidrógeno. Además, el material todavía muestra una tendencia creciente lineal a 80 bar, lo que indica que la cobertura de la superficie aún no ha alcanzado la saturación.

 

 

( a ) Curvas isotermas de hidrógeno de CA activado a temperatura ambiente. (b) Almacenamiento de hidrógeno: curvas de ajuste lineal de Langmuir. ^[2]

 

 

A continuación se muestra la capacidad de los materiales de CA para adsorber dióxido de carbono a 25 °C y 30 bar. Con el aumento de la presión, la capacidad de adsorción del material de CA activado sin KOH aumentó a 2,2 mmol/g y luego permaneció sin cambios. La muestra de CA-KOH2 activada por KOH tenía una capacidad de adsorción de 2,14 mmol/g a una presión baja de 0,5 bar, que podría aumentarse a 16 mmol/g a una presión alta, lo que sugiere que la biomasa activada por KOH es un eficaz Método para el desarrollo de adsorbentes de CO2 de alta calidad. La meseta de adsorción se observó en todas las muestras excepto en CA-KOH2, que indicó la adsorción de saturación en la superficie de las muestras. De manera similar, el ajuste lineal de la isoterma de Langmuir fue superior al 95%, como se puede ver en la siguiente figura (b), que verificó bien la aplicabilidad de la isoterma de Langmuir y demostró las características de adsorción monocapa de moléculas de CO2 en el adsorbente. En general, las tasas de adsorción de CO2 de estos materiales fueron mucho más altas que las de otros materiales que no son biomasa (por ejemplo, nitruro de carbono mesoporoso, etc.), y el estudio demostró la viabilidad de la biomasa residual para la captura de CO2.

 

 

(a)  Curvas isotermas de CO _{2 de CA activado a temperatura ambiente.} (b)  Curvas de ajuste lineal de Langmuir de captura de _{CO2 .} ^[2]

 

 

 

Universidad de Changzhou: aplicaciones de separación de gases

 

 A continuación se muestran las capacidades de adsorción de las membranas de separación de organosilicio, las nanoláminas de disulfuro de molibdeno, las membranas de separación de organosilicio modificadas y las nanoláminas de disulfuro de molibdeno puro para H ₂  y N _{2 .} La capacidad de adsorción de nanohojas de disulfuro de molibdeno para H2 _es  más de 60 veces mayor que la del _N2 . Esto se debe al hecho de que los átomos en el borde del MoS ₂  generalmente se encuentran en un estado de coordinación insaturado y,  como resultado, el H _{2 puede ser adsorbido.}  Las propiedades superiores de adsorción de H2 _{hacen que el MoS2}  sea adecuado para almacenar H2 _, pero su coeficiente de difusión es bajo, lo que lo hace inadecuado para separar H2 _de  N2 _o  CO2 _solo  . mientras que BTESE con su red microporosa exhibe una gran diferencia de difusión entre H ₂  y N ₂ , pero con una menor adsorción de H ₂  que la de N ₂ . La incorporación de MoS ₂  en la red BTESE resultó en una mayor capacidad de adsorción y difusión de H ₂  que la del BTESE original. A medida que el H ₂  se adsorbe en el borde activo de MoS ₂ , los átomos vecinos permiten que los átomos de hidrógeno migren a algunos sitios inactivos en la superficie, y luego se transfieren a través de la red BTESE, lo que conduce a una mejora significativa de las capacidades de adsorción y difusión de H ₂  en los compuestos. Mientras tanto, la estructura del BTESE con la introducción de MoS ₂  es más densa, lo que limita la capacidad de adsorción y capacidad de difusión del material para N ₂ . Por lo tanto, el efecto coordinado de MoS ₂  y BTESE logró efectivamente el alto rendimiento de separación de H ₂ /N ₂  de los compuestos.

 

Isotermas de adsorción de H ₂  y N ₂  de (a) geles BTESE, (b) 0,05% en peso de geles MoS ₂ /BTESE y (c) MoS ₂  probados a 100 °C.  ^[3]

 

 

 

 

Analizador de adsorción de gas de almacenamiento de hidrógeno de alta temperatura CIQTEK

FÁCIL-H 1210 y 1420

 

El instrumento de adsorción de gas a alta temperatura y alta presión puede realizar la capacidad de adsorción y la capacidad de separación de materiales para H2, CO2, N2, O2, CH4 y otros gases bajo diferentes temperaturas y presiones, y puede caracterizar efectivamente las características de adsorción y desorción del materiales y la relación entre las temperaturas y presiones de adsorción y desorción del material, la cantidad de adsorción y desorción y la selectividad de adsorción y desorción de los materiales, como la adsorción y desorción clave de las propiedades del gas del material.

 

Características del producto:

 

- Control de software totalmente automático

 

- Gama completa de elementos de prueba (isoterma, cinética, TPD, prueba de ciclo, etc.)

 

- Rango de temperatura: temperatura ambiente-550 ℃, precisión: ± 0,1 ℃ (sistema de prueba de baja temperatura opcional)

 

- Rango de presión: vacío-200 bar, precisión: 0,01 % FS (sistema de prueba de presión gradual opcional)

 

- Adquisición de presión digital, reduce el error de ruido

 

- Alta integración y precisión del sistema, soporte para medición de micromuestras (menos de 100 mg)

- Control de temperatura de la cavidad del sustrato, rango de control de temperatura: temperatura ambiente ~ 50 ℃, precisión del control de temperatura: ± 0,1 ℃

 

 

Investigaciones científicas sobre productos CIQTEK

 

1. Mecanismos catalíticos de nanopartículas de níquel para mejorar la cinética de deshidratación del hidruro de magnesio. Revista de magnesio y aleaciones (2023)
2.  
3. Aerogeles de carbono multifuncionales de typha orientalis para aplicaciones en adsorción: Almacenamiento de hidrógeno, captura de CO ₂ y eliminación de COVs. Energía (2023)
4.  
5. Nanohojas laminares de MoS ₂ integradas en membranas de organosílice para una separación eficiente de H ₂ . Investigación en química industrial y de ingeniería (2023)
6.  
7. Comportamiento de adsorción y difusión de gases de dos componentes en partículas de carbón a diferentes temperaturas. Combustible (2023)
8.  
9. Microestructuras a nanoescala y nuevo rendimiento de almacenamiento de hidrógeno de aleaciones fundidas de entropía media  V ₄₇ Fe ₁₁ Ti ₃₀ Cr ₁₀ RE _{2 (RE = La, Ce, Y, Sc).} Revista de aleaciones y compuestos (2022)
10.  
11. Modelado de la cinética de difusión durante la adsorción de gas en una veta de carbón con un método de inversión adimensional. Combustible (2022)
12.  
13. Comportamiento de la migración de gases de dos componentes entre CO ₂ , N ₂ y O ₂  en partículas de carbón durante la adsorción. Combustible (2022)
14.  
15. _{Adsorción de dióxido de carbono de Mo 2} C MXene bidimensional . Diamante y materiales relacionados (2022)
16.  
17. Diseño, síntesis, estructura y propiedades de almacenamiento de gas (CO ₂ , CH ₄ y H ₂ ) de compuestos orgánicos porosos con enlaces de imina. Ciencia de materiales para tecnologías energéticas (2022)
18.  
19. Estructuras jerárquicas a escala micrométrica/nano y mecanismos de almacenamiento de hidrógeno en una aleación multicomponente fundida a base de vanadio. Nanoenergía (2021)
20.  
21. Comportamiento de la migración de gases de procesos de adsorción en partículas de carbón: modelo de gradiente de densidad y su validación experimental. Seguridad de procesos y protección ambiental (2021)
22.  
23. Modelo teórico y solución numérica del mecanismo de flujo y desorción de gas en matriz de carbón basado en el gradiente de densidad de gas libre. Revista de ciencia e ingeniería del gas natural (2021)
24.  
25. Un modelo de evolución de la permeabilidad de partículas de carbón desde la perspectiva de la deformación por adsorción. Ciencia e ingeniería de la energía (2021)
26.  
27. Síntesis y uso de nuevos complejos metálicos porosos que contienen una fracción fusidato como medio de almacenamiento de gas. Revista Coreana de Ingeniería Química (2021)
28.  
29. Modelado del transporte de gas impulsado por gradientes de densidad de gas libre dentro de una matriz de carbón: perspectiva de la adsorción isotérmica. Energía y combustibles (2020)
30.  
31. Comportamiento del transporte de gas independiente del tiempo y la presión en una matriz de carbón: desarrollo y mejora del modelo. Energía y combustibles (2020)
32.  
33. Síntesis de nuevos polímeros orgánicos porosos dopados con heteroátomos como medios ambientalmente eficientes para el almacenamiento de dióxido de carbono. Ciencias Aplicadas (2019)
34.  
35. Inversión del coeficiente de permeabilidad al gas de partículas de carbón según el modelo de permeación de Darcy. Revista de ciencia e ingeniería del gas natural (2018)
36.  
37. Preparación de MXenos Ti ₃ C ₂ y Ti ₂ C mediante grabado con sales de fluoruro y propiedades de adsorción de metano. Ciencia de superficies aplicada (2017)
38.  
39. Adsorbente compuesto a base de doble óxido/carbón activado en capas para la separación de H ₂ /CO ₂ a temperatura elevada . Revista Internacional de Energía del Hidrógeno (2015)