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15003865887 15038257928碳分子篩利用什么特性來(lái)達(dá)到分離氧和氮的目的？
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2021-07-10
碳分子篩利用什么特性來(lái)達(dá)到分離氧和氮的目的？
碳分子篩利用篩分的特性來(lái)達(dá)到分離氧和氮的目的。
當(dāng)分子篩吸附雜質(zhì)氣體時(shí)，大孔和中孔僅作為通道起作用，吸附的分子被輸送到微孔和亞微孔中，微孔和亞微孔是實(shí)際吸附的體積。
如上圖所示，碳分子篩內(nèi)部含有大量微孔，這使得具有小動(dòng)力學(xué)尺寸的分子能夠快速擴(kuò)散到孔隙中，同時(shí)限制大直徑分子的進(jìn)入。
由于不同尺寸的氣體分子的相對(duì)擴(kuò)散速率不同，可以有效地分離氣體混合物的組分。因此，在碳分子篩的制造中，取決于分子尺寸的大小，碳分子篩內(nèi)部的孔分布應(yīng)為0.28至0.38nm。
在孔徑范圍內(nèi)，氧氣可以通過(guò)微孔口快速擴(kuò)散到孔隙中，而氮?dú)怆y以通過(guò)微孔孔口以實(shí)現(xiàn)氧氣和氮?dú)獾姆蛛x。
孔的孔徑是碳分子篩分離氧和氮的基礎(chǔ)。如果孔徑太大，氧和氮分子篩很容易進(jìn)入微孔并且不起分離的作用;當(dāng)孔徑太小時(shí)，氧氣和氮?dú)獠荒苓M(jìn)入。
在微孔中，也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)分離。
國(guó)內(nèi)分子篩由于條件不能很好地控制孔徑。
市場(chǎng)上銷(xiāo)售的碳分子篩的孔徑分布為0.3至1nm，僅巖石分子篩為0.28至0.36nm。
碳分子篩的原料是椰殼，煤，樹(shù)脂等。首先將步加工然后粉碎，然后與基料混合。基材主要是增加強(qiáng)度以防止破碎的粉末材料;第二步是激活。孔在600至1000℃的溫度下通過(guò)活化劑。通常的活化劑是水蒸氣，二氧化碳，氧氣及其混合物。
它們與更活潑的無(wú)定形碳原子發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，以擴(kuò)大比表面積并逐漸形成孔隙。成孔時(shí)間為10-60分鐘。第三步是使用化學(xué)蒸汽調(diào)節(jié)孔隙結(jié)構(gòu)：例如碳中的苯。
沉積分子篩的微孔壁以調(diào)節(jié)孔的大小以滿足要求。