Микропористые адсорбенты на основе цеолита LSX для промышленных процессов адсорбционного разделения газов

А. И. Акмалов, Г. Ф. Гариева, И. Н. Павлова, О. С. Травкина

Аннотация


Среди факторов, влияющих на адсорбционную активность цеолитов, следует назвать количество катионов в цеолите, их доступность для молекул адсорбата, а также плотность заряда катиона и радиус катиона. Синтезированы образцы порошкообразного цеолита LSX высокой фазовой чистоты и близкой к 100% степени кристалличности в NaK, Li, Na, К, Ca и Mg - формах. Методами рентгенофазового анализа и низкотемпературной адсорбции азота было исследовано влияние химической природы обменного катиона на фазовый состав и характеристики пористой структуры цеолита LSX. Определены равновесные адсорбционные емкости образцов цеолита LSX в NaK, Li, Na, К, Ca и Mg- формах по парам воды. Показано, что цеолит типа LSX высокой степени кристалличности и фазовой чистоты в Li- и Na-формах можно синтезировать из исходной NaK-формы, а в К, Ca и Mg-формах — только из его Na- формы. По данным низкотемпературной адсорбции азота определено, что в результате замены катионов NaK на катионы Na и Li наблюдается увеличение, а при замене на катионы К, Ca и Mg - уменьшение доступности микропористой структуры кристаллов цеолита LSX. Установлено, что заменой катионов можно влиять на предельные адсорбционные емкости по парам воды ионообменных форм цеолита LSX в интервале значений 0,27-0,34 см3/г. И максимальные значения равновесных адсорбционных емкостей по воде, характерны для цеолита LSX в Li-форме.

Ключевые слова


adsorbents;adsorptive gas separation.;ion-exchange forms;LSX zeolite;synthesis;адсорбенты;адсорбционное разделение газов.;ионообменные формы;синтез;цеолит LSX

Полный текст:

PDF PDF (English)

Литература


1 Шумяцкий Ю.И., Афанасьев Ю.М. Адсорбция: процесс с неограниченными возможностями // М.: Высш. шк. 1998. С. 78.

2 Получение кислорода и азота адсорбционным разделением воздуха/ Глупанов В.Н. [и др.]. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ 1991. С. 44.

3 Yang R.T. Gas Separation by Adsorption Process // Boston: Buttenvorths. 1987. Р.35.

4 Ruthven D.M. Principles of Adsorption and Adsorption Processes // N.Y.: Wiley. 1984.Р.433.

5 Ruthven D.M., Farooq S., Knaebel K. Pressure Swing Adsorption // N.Y.: VCH. 1994.

6 Пат. 6261344, США. МКИ B01D 053/47. PSA process using a faujasite zeolite containing metal cations as adsorbent.

7 Gunter K. Crystallization of low-solica faujasite (SiO2 /Al2O3∼2.0) // Zeolites.№ 7. 1987. Р.451-457.

8 Крешков А.П., Ярославец А.А. Курс аналитической химии // М.: Химия. Т. 1. 1975. С.471.

9 Treacy M.M.J., Higgins J.B.Collection of Simulated XRD Powder Patterns for Zeolites // Amsterdam - London - New York - Oxford - Paris - Shannon – Tokyo. Elsevier. 2001. Р. 586.

10 Брунауэр С. Адсорбция газов и паров // М.: Издатинлит. Т. 1. 1948. С. 781.

11 Грег С., Синг К. Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость // М.: Мир. 1984. С. 310.

12 Кельцев Н.В Основы адсорбционной техники // М.: Химия. 1984. С. 592.

13 Coe C.G., Kuznicki S.M., Srinivasan R., Jenkins R J. Perspectives in Molecular Sieve Sciences, eds W.H. Flank, Т.Е. Whyte. // Jr. ACS Symp. Ser. - Washington.-1988. V. 368. P. 478.

14 Синтез и изучение адсорбции Н2О, н-С7Н16 и СО2 на Са, Мg, К и Н-формах гранулированного цеолита А без связующих веществ / Павлова И.Н. [и др.]. Химическая технология. 2010. №4. С. 208-210.

15 Катионообменные формы гранулированного цеолита Х без связующих веществ - синтез и свойства / Павлова И.Н. [и др.]. // Химическая технология. 2011. №4. С.198-202.

16 Nick d. Hutson and Ralph T. Yang// AIChE Journal November 2000 Vol. 46, Issue 11. p. 2305–2317.

17 Баррер Р.М. Гидротермальная химия цеолитов: монография // М.: Мир. 1985. С. 420.

18 Хвощев C.C, Жданов С.П. Изотермы и изостерические теплоты адсорбции СО2 на синтетических натриевых фожазитах и морденитах // Известия АП СССР. Сер. хим. 1970. № 11. С. 2443-2449.

19 Неймарк А.В. Адсорбция и адсорбенты: монография //М.: Наука, 1987. С.236.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2014-2-95-123

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.