Palladium-based composite membranes

Palladium-based composite membranes have been used for precombustion applications and are known for their high hydrogen selectivity and permeability over other gases in the temperature range 300–6008C. Whilst palladium alloy tubes have been available for several decades, they are deemed too expensive for CCS applications due to the substantial thickness of the membrane which is required to achieve structuralstability and high hydrogen flux rates. Indeed, a common disadvantage of a number of the aforementioned membranes is their lack of stability under the reforming environment present in processing plants (which contains steam and hydrogen sulfide). Inorganic membranes, including Zeolite T, DDR, silicate- 1 and SAPO-34, have also been investigated for high pressure natural gas sweetening, and can exhibit high CO2/CH4 selectivities due to a combination of differences in diffusivity and competitive adsorption.[184] Further improvements in the selectivity for SAPO-34, for example, were achieved by synthesizing the material on porous stainless steel tubes, or on a-Al2O3 porous supports. In the latter case, a CO2/CH4 separation selectivity higher than 170 at 295 K and a feed pressure of 2.2 atm was achieved, and effective separation could still be observed up to 16.7 atm.[184] To provide an additional level of selectivity beyond that which may be obtained solely from a molecular sieving effect in inorganic membranes, hybrid membrane/chemical absorption processes have been considered for low pressure flue gas separations. Since the gas separation mechanism through a pure porous support is based mainly on size differences of the permeating molecules, the covalent functionalization of the pore walls has been suggested as a strategy to increase the CO2 selectivity. Examples include inorganic membranes such as zeolites, or a ceramic support such as Al2O3, onto which a porous separating layer such as silica, alumina or zirconia is attached, followed by a functional layer such as MgO which has a high chemical affinity for CO2. CO2/N2 selectivities as high as 120 at 350 8C have been reported (a value which approaches Robeson"s upper bound).[180] Hybrid membranes are advantageous in the respect that their degradation is minimized through the prevention of oxygen contact with the absorbent. Membranes consisting of metal–organic frameworks immobilized in various supports also show exciting prospects for gas separations. A [Cu3(btc)2] membrane has been prepared on a copper net,[185] and porous alumina substrates have been used as supports for [Zn4O(bdc)3] [186] and [Zn- (bim)2] (ZIF-7, bim! = benzimidazolate).[187] In the latter case, the membrane exhibited an exceptional H2/CO2 separation ability, as well as air, water and thermal stability (up to 500 8C). Computational simulation is proving to be an invaluable technique to screen the performance of metal– organic frameworks for membrane separations applications. These are relatively more difficult than simulations for adsorption isotherms, among other reasons because the flexibility of the framework should be taken into account.

Kết quả (Việt) 1:

Dựa trên Palladium composite màng đã được sử dụng cho các ứng dụng precombustion và được biết đến với hydro cao chọn lọc và tính thấm của họ trên các loại khí khác trong phạm vi nhiệt độ 300-6008C. Trong khi ống hợp kim palladium đã có sẵn trong nhiều thập kỷ, họ được coi là quá đắt cho các ứng dụng CCS do đáng kể độ dày màng tế bào đó cần thiết để đạt được structuralstability và hydro cao thông lượng tỷ lệ. Thật vậy, một bất lợi chung của một số màng nói trên là của họ thiếu sự ổn định theo môi trường cải cách hiện diện trong nhà máy chế biến (trong đó có hơi nước và sulfua hiđrô). Màng vô cơ, bao gồm cả Zeolite T, DDR, silicat-1 và SAPO-34, cũng đã được nghiên cứu cho cao áp lực khí đốt tự nhiên ngọt, và có thể triển lãm cao CO2/CH4 selectivities do một sự kết hợp của sự khác biệt trong diffusivity và hấp phụ cạnh tranh. [184] thêm những cải tiến trong chọn lọc cho SAPO-34, ví dụ, đã đạt được bằng cách tổng hợp các tài liệu trên ống thép không gỉ xốp, hoặc trên một Al2O3 xốp hỗ trợ. Trong trường hợp thứ hai, một tách CO2/CH4 chọn lọc cao hơn 170 295 K và áp suất nguồn cấp dữ liệu 2.2 atm đã đạt được, và hiệu quả tách có thể vẫn còn được quan sát thấy lên đến 16,7 atm. [184] để cung cấp một mức độ bổ sung của chọn lọc ngoài đó mà có thể được lấy chỉ từ một hiệu ứng sieving phân tử ở màng vô cơ, quá trình hấp thụ hóa chất màng lai đã được xem xét cho áp suất thấp ống khói khí tách. Kể từ khi cơ chế tách khí thông qua hỗ trợ xốp tinh khiết dựa chủ yếu vào sự khác biệt kích thước của các phân tử permeating, functionalization cộng hoá trị của bức tường lỗ chân lông đã được đề xuất như là một chiến lược để tăng chọn lọc CO2. Ví dụ bao gồm các màng tế vô cơ như zeolit, hoặc một hỗ trợ gốm chẳng hạn như Al2O3, vào đó một tách lớp xốp như silica, nhôm hoặc zirconia được gắn, tiếp theo là một lớp chức năng chẳng hạn như Ôxít magiê mà có ái lực hóa học cao cho CO2. CO2/N2 selectivities cao như 120 lúc 8 c 350 đã báo cáo (một giá trị đó phương pháp tiếp cận Robeson "s ràng buộc). [180] hybrid màng được thuận lợi trong sự tôn trọng của suy thoái giảm thiểu thông qua công tác phòng chống oxy liên hệ với thấm nước. Màng bao gồm khung kim loại-hữu cơ hỏng trong hỗ trợ khác nhau cũng hiển thị các khách hàng tiềm năng thú vị cho khí tách. A [Cu3 (btc) 2] màng tế bào đã được chuẩn bị trên một mạng lưới đồng, [185] và xốp nhôm chất đã được sử dụng như là cột trụ [Zn4O (bdc) 3] [186] và [Zn-(bim) 2] (ZIF-7, bim! = benzimidazolate). [187] trong trường hợp thứ hai, các màng tế bào trưng bày một H2/CO2 tách khả năng đặc biệt, cũng như không khí, nước và nhiệt độ ổn định (lên đến 500 8 c). Tính toán mô phỏng chứng minh là một kỹ thuật vô giá để màn hình hiệu suất của các kim loại-khuôn khổ hữu cơ cho các màng đứt ứng dụng. Đây là tương đối khó khăn hơn so với các mô phỏng cho hấp phụ isotherms, trong số các lý do khác bởi vì sự linh hoạt của khuôn khổ nên được đưa vào tài khoản.

Kết quả (Việt) 2:

Màng phức hợp Palladium dựa trên đã được sử dụng cho các ứng dụng precombustion và được biết đến với tính chọn lọc hydrogen cao và thấm qua các khí khác trong phạm vi nhiệt độ 300-6008C. Trong khi ống hợp kim palladium đã có từ nhiều thập kỷ, họ được coi là quá đắt đối với các ứng dụng CCS do độ dày đáng kể của màng đó là cần thiết để đạt được structuralstability và tỷ lệ thông lượng hydro cao. Thật vậy, một bất lợi chung của một số màng nói trên là họ thiếu sự ổn định trong môi trường cải cách hiện nay trong các nhà máy chế biến (trong đó có chứa hơi nước và hydrogen sulfide). Màng vô cơ, bao gồm Zeolite T, DDR, Silicat 1 và Sapo-34, cũng đã được điều tra cho áp lực cao khí tự nhiên làm ngọt, và có thể biểu CO2 / CH4 selectivities cao do sự kết hợp của sự khác biệt về độ khuyếch tán và hấp phụ cạnh tranh. [184 ] tiến xa hơn nữa trong sự chọn lọc cho Sapo-34, ví dụ, đã đạt được bằng cách tổng hợp các tài liệu trên ống thép không gỉ xốp, hoặc trên một-Al2O3 hỗ trợ xốp. Trong trường hợp sau, một CO2 / CH4 tách chọn lọc cao hơn 170 ở 295 K và áp suất nguồn cấp dữ liệu của 2,2 atm đã đạt được, và tách hiệu quả vẫn có thể quan sát lên đến 16,7 atm. [184] Để cung cấp một mức độ bổ sung của chọn lọc ngoài mà trong đó có thể thu được chỉ từ một tác sàng phân tử trong màng vô cơ, các quá trình hấp thụ hybrid màng / hóa học đã được xem xét cho ly khí thải áp suất thấp. Vì cơ chế tách khí thông qua một sự hỗ trợ xốp tinh khiết chủ yếu dựa trên sự khác biệt kích thước của các phân tử thấm, các functionalization cộng hóa trị của những bức tường lỗ đã được đề xuất như là một chiến lược để tăng tính chọn lọc CO2. Ví dụ như màng vô cơ như zeolit, hoặc một sự hỗ trợ gốm sứ như Al2O3, lên đó một lớp tách xốp như silica, alumina hoặc zirconia được đính kèm, sau đó là một lớp chức năng như: MgO trong đó có một ái lực hóa học cao cho CO2. CO2 / N2 selectivities cao như 120 ở 350 8C đã được báo cáo (một giá trị phương pháp tiếp cận Robeson "s trên ràng buộc). [180] màng lai là thuận lợi trong sự tôn trọng mà sự xuống cấp của họ được giảm thiểu thông qua việc ngăn ngừa tiếp xúc với oxy thấm . Màng gồm khung kim loại hữu cơ cố định trong hỗ trợ khác nhau cũng cho thấy triển vọng thú vị cho sự phân ly khí. A [Cu3 (btc) 2] màng đã được chuẩn bị trên một mạng lưới đồng, [185] và nhiều chất alumina xốp đã được sử dụng như hỗ trợ cho [Zn4O (BDC) 3] [186] và [Zn- (bim) 2] (ZIF-7, bim! = benzimidazolate). [187] Trong trường hợp sau, màng trưng bày một khả năng tách H2 / CO2 đặc biệt, như cũng như không khí, nước và ổn định nhiệt (lên đến 500 8C). mô phỏng tính toán được chứng minh là một kỹ thuật vô giá để màn hình hoạt động của các khuôn khổ hữu metal- cho sự phân ly màng ứng dụng. Đây là tương đối khó khăn hơn so với các mô phỏng cho isotherms hấp phụ, trong số lý do khác vì tính linh hoạt của khuôn khổ nên được đưa vào tài khoản.