با بهینهسازی زئولیت Low-Silica X (LSX)، که یک غربال مولکولی نسل بعدی است و آماده است تا فرآیندهای جذب نوسان فشار (PSA) را برای تولید اکسیژن و سایر جداسازیهای گاز متحول کند، پیشرفت قابل توجهی در مواد جاذب حاصل شده است.
زئولیتهای سنتی، آلومینوسیلیکاتهای کریستالی با ساختارهای منافذ دقیق، در جداسازی و تصفیه صنعتی بسیار کارآمد هستند. زئولیت NaX (13X) که به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد، با نسبت سیلیکون به آلومینیوم (Si/Al) 1-1.5، معیاری برای جذب نیتروژن از هوا است. زئولیت LXS که به تازگی تکمیل شده است، با دستیابی به نسبت Si/Al تا 1.0، این مرز را فراتر میبرد و به حد نظری ساختار چارچوب زئولیت X میرسد.
این ترکیب سیلیس بسیار کم، تعداد کاتیونهای سدیم متعادلکننده بار را در منافذ به طرز چشمگیری افزایش میدهد. این کاتیونها مکانهای برهمکنش الکترواستاتیک قویتری ایجاد میکنند و میل ترکیبی ماده را برای مولکولهای چهارقطبی مانند نیتروژن (N₂) به طور قابل توجهی افزایش میدهند. در نتیجه، LXS در مقایسه با همتای معمولی خود 13X، ظرفیت جذب نیتروژن و گزینشپذیری بسیار بالاتری نسبت به اکسیژن (O₂) نشان میدهد.
دکتر [نام مستعار]، محقق ارشد موسسه مواد پیشرفته، گفت: «LXS نشاندهنده یک پیشرفت در علم مواد برای فناوری جذب است. با به حداکثر رساندن محتوای آلومینیوم در چارچوب FAU، ما یک غربال با بالاترین تراکم ممکن از مکانهای فعال طراحی کردهایم. این امر مستقیماً به تولید اکسیژن کارآمدتر منجر میشود و پتانسیل صرفهجویی قابل توجه در انرژی و خلوص بالاتر محصول را در سیستمهای PSA ارائه میدهد.»
ارزیابیهای عملکرد مستقل تأیید میکنند که اکسیژن تولید شده از طریق واحدهای PSA مبتنی بر LXS میتواند با نرخ بازیابی بهبود یافته به خلوص بیش از ۹۵٪ دست یابد. این امر، این فناوری را برای تأمین اکسیژن پزشکی در مقیاس متوسط، تأسیسات تصفیه فاضلاب که نیاز به هوادهی کارآمد دارند و فرآیندهای مختلف متالورژیکی و شیمیایی، فوقالعاده جذاب میکند.
فراتر از تولید اکسیژن، محیط غنی از کاتیون منحصر به فرد زئولیت LXS، مسیرهای تحقیقاتی امیدوارکنندهای را برای جداسازیهای دیگر، از جمله جذب دی اکسید کربن از گازهای دودکش و تصفیه جریانهای هیدروژن، باز میکند.
تولیدکنندگان تجاری خاطرنشان میکنند که سنتز LXS، اگرچه نیاز به کنترل دقیق دارد، اما با استفاده از روشهای هیدروترمالِ تثبیتشده، قابل توسعه است. این ماده، استحکام مکانیکی عالی و پایداریِ مشخصه زئولیتهای مصنوعی را حفظ میکند و عملکرد قوی در عملیات PSA چرخهای را تضمین میکند.
انتظار میرود معرفی زئولیت LXS با کارایی بالا، پذیرش فناوری PSA را به عنوان یک جایگزین قابل اعتماد و بر اساس تقاضا برای تقطیر برودتی برای تأمین اکسیژن تسریع کند و به تولید گاز صنعتی انعطافپذیرتر و غیرمتمرکزتر کمک کند.
درباره زئولیتها:
زئولیتها مواد معدنی ریزمتخلخلی هستند که معمولاً به عنوان جاذب و کاتالیزور استفاده میشوند. اندازه یکنواخت منافذ آنها به آنها اجازه میدهد تا مولکولها را بر اساس اندازه و قطبیت از هم جدا کنند و این امر آنها را در صنایع شیمیایی، پتروشیمی و محیط زیست ضروری میکند.
زمان ارسال: ۲۳ ژانویه ۲۰۲۶
