穿透曲線與質傳分析儀|BTSorb 100

吸附劑效能品質研究最佳利器,精細脈衝吸附追焦吸附能力。

主要量測方式

氣體或氣體/蒸氣混合物分離評估樣品的模式:

  • 動態量測吸附容量
  • 選擇性與分離效能

質傳速率、擴散係數與動力學機制分析模式:

  • 色譜法
  • 零長柱(ZLC)法

數據校正與監測功能

  • 空白吸附校正:扣除系統本身吸附影響
  • 真實流量校正:提高流量與結果的準確性
  • 異常數據偵測:自動標記可疑數據點,降低誤判風險
  • TCD 訊號校正:提升訊號穩定度與定量可靠性

適用對象與應用領域

  • 多孔材料、金屬有機骨架(MOFs)、分子篩、活性碳等吸附材料
  • 氣體分離、純化與儲存技術開發:PSA、CUCS
  • 競爭吸附與混合氣體分離設計
  • 質傳與擴散動力學研究

穿透曲線與質傳分析儀BTSorb 100系列有哪些分析模式?

穿透曲線與質傳分析儀BTSorb 100系列有哪些擴散係數量測模式?

管柱法(Chromatography)

測試方法:不同流量的載氣在六向閥處攜帶定量環(Sample Loop)的吸附氣,穿過吸附劑床層,到達偵測器分析取得不同流量下吸附質的擾動響應峰。

計算方法:使用者可以根據需要設定響應峰值計算範圍,利用矩形分析方法計算擾動峰值(進樣)進行分析,取得擴散係數。

零長柱法(Zero Length Column)

測試方法:實驗採用特製的零長柱(長度(厚度)接近於零的吸附劑床層),將極低濃度的吸附質/載氣混合物通過吸附床層(符合Henry定律),待床層吸附飽和後,通入一定流量的載氣進行脫附,得到脫附曲線。

計算方法:對脫附曲線(長時法、短時法)進行數學分析,得到吸附劑內擴散係數。

穿透曲線與質傳分析儀BTSorb 100系列如何控制實驗參數?

穿透曲線與質傳分析儀BTSorb 100系列有哪些典型的應用?

穿透曲線與質傳分析儀-BTSorb-競爭吸附應用-吸附劑選擇性吸附CO2並提供高純度的N2O2氣流

如左圖N2、CO2與O2的競爭吸附穿透曲線所示,所使用的吸附劑對於模擬煙氣(15% CO2、5% O2、80% N2)具有卓越的CO2吸附特性。其對CO2表現出極強的選擇性吸附和吸附容量,N2和O2能夠較快穿透,為弱吸附。這一特性使得該吸附劑在燃燒後碳捕集領域具有極高的應用潛力,能夠高效地從煙氣中分離出CO2,同時產生高純度的富氮氣流,實現二氧化碳的捕集。

如左圖N2和SF6的競爭吸附穿透曲線所示,可以看到N2在400s左右就已經開始發生穿透,而SF6在1500s左右才發生穿透,這說明該材料對於SF6具有較大的飽和吸附容量,可以使SF6、N2得到有效分離。

如左圖變溫的吸脫附穿透曲線所示,在吸附階段,CH4-CO2- C2H6 – C3H8- C4H10依次穿透,C4H10(正丁烷)最後穿透,可以看出材料從弱到強的吸附能力,表明它們與MOFs的相互作用逐漸增強。這是由於分子極化率增加和凡德瓦力增強所致。顯示材料對C4H10具有最大的吸附容量。

脫附階段,脫附順序與吸附相反:弱吸附組分先脫附,強吸附組分後脫附。因此,CH4最先穿透,依序至C4H10最後脫附。因此可以收集到高純度以及高回收率的C4H10。

如左圖的PSA迴圈穩定性實驗所示,該MOFs材料在模擬煙氣環境下,具有高度可再生的CO2捕集特性。其CO2的吸附容量為2.2mmol/g,在吸附壓力5 bar,脫附壓力1 bar的壓力循環吸脫附穩定性的測試條件下,經歷50次循環,其吸附容量與動力學性能均未發生明顯衰減,顯示材料具有卓越的穩定性和再生性能。

BTSorb在樣品安裝後,由軟體全自動控制;搭載全自動背壓系統,壓力全自動控制,可實現迴圈穩定性的自動控制,設置吸脫附壓力不同,也可以進行類PSA測試(高壓吸附,低壓脫附)

如上圖顯示以ZLC(零長柱法)進行正戊烷的脫附曲線實驗,實驗設計吸脫附溫度為60℃,90℃,120℃,經過計算得到有效擴散時間常數分別為0.000594,0.0007773,0.001123。證實了溫度是促進分子在分子篩孔道內擴散的關鍵動力。溫度升高顯著提升了正戊烷分子的動能,削弱了其與吸附位點之間的相互作用,從而有效降低了擴散壁壘,加快了質傳速率。

實驗參數:

吸附劑:分子篩

吸脫附溫度:60℃,90℃,120℃,吸附壓力:1bar

濃度:載氣94%He,6%正戊烷

脫附總流量:120ml