Выход за рамки генерации азота: прорывы в области углеродных молекулярных сит в передовых методах разделения и катализа.

Когда углеродные молекулярные сита Упомянутые углеродные молекулярные сита (УМС) чаще всего ассоциируются с адсорбцией при переменном давлении (PSA) для производства азота. Однако с усовершенствованием технологий их получения границы применения этого материала постоянно расширяются. Обладая хорошо развитой пористой структурой, равномерным распределением размеров пор и превосходной термической стабильностью, углеродные молекулярные сита демонстрируют незаменимую ценность в таких высокотехнологичных областях, как улавливание CO₂, очистка водорода, нефтехимическое разделение и каталитическая конверсия, становясь ключевым материалом, способствующим модернизации низкоуглеродной промышленности и высокотехнологичного производства.

В соответствии с целями «двойного углерода», улавливание и разделение CO₂ стали важным направлением исследований. Углеродные молекулярные сита, как твердые адсорбенты, демонстрируют выдающиеся характеристики в разделении CO₂. Их микропористая структура обеспечивает точное молекулярное просеивание CO₂ из таких газов, как CH₄ и H₂, что делает их особенно подходящими для очистки природного газа и разделения метана угольных пластов. По сравнению с традиционным методом аминной абсорбции, метод адсорбции с использованием углеродных молекулярных сит является некоррозионным, не вызывает вторичного загрязнения и потребляет меньше энергии. Он может эффективно снизить выбросы CO₂ из промышленных отходящих газов и способствовать углеродной нейтральности. Исследования показали, что с помощью модификаций (например, путем введения иерархической пористой структуры и регулирования объема микропор) можно значительно улучшить адсорбционную способность CO₂ и коэффициент разделения углеродных молекулярных сит, что еще больше расширяет области их применения в области улавливания углерода.

Водородная энергетика, являясь основой чистой энергии, предъявляет чрезвычайно высокие требования к разделительным материалам в процессе очистки. Благодаря возможности регулирования размера пор на уровне менее ангстрема, углеродные молекулярные сита могут эффективно отделять H₂ от примесей, таких как CH₄ и CO₂. Новые типы углеродных молекулярных сит достигли точного контроля размера пор на уровне 0,1 ангстрема благодаря таким технологиям, как активация градиента концентрации CO₂ и двойной сшивки полиимида. Их селективность по H₂/CH₄ может достигать 3807-6538 с заметно улучшенной проницаемостью для H₂, а энергопотребление при разделении составляет всего 1/3-1/5 от традиционного метода дистилляции. Это значительно снижает стоимость очистки водорода и способствует промышленному внедрению водородной энергетики.

В нефтехимической отрасли углеродные молекулярные сита решили общеотраслевую проблему разделения олефинов и парафинов. Пропилен и пропан, а также этилен и этан имеют минимальные различия в молекулярном размере, что приводит к высокому энергопотреблению и низкой эффективности традиционных процессов разделения. Углеродные молекулярные сита нового типа создают однородную микропористую структуру благодаря точной технологии пиролиза-перегруппировки, обеспечивая коэффициент адсорбции C₃H₆/C₃H₈, превышающий 100. Некоторые из их показателей преодолели верхнюю границу Робсона, что позволяет эффективно разделять вышеупомянутые пары газов, повышая чистоту и выход нефтехимической продукции и снижая энергопотребление при производстве.

Углеродные молекулярные сита также обладают уникальными преимуществами в качестве катализаторов или носителей катализаторов. В процессе переработки биомассы они позволяют осуществлять комплексную конверсию целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, избегая образования большого количества кислотосодержащих отходов и снижая загрязнение окружающей среды и проблемы коксования. Их обильная микропористая структура обеспечивает достаточное количество каталитически активных центров; путем загрузки металлических активных центров их можно применять в таких реакциях, как гидрирование и дегидрирование, объединяя функции молекулярного сита и катализа и способствуя развитию экологически чистых химических процессов.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вас что-то заинтересовало, добро пожаловать к нам! www.carbon-cms.com.