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Cov feem ntawm kev ua lag luam ntawm cov tshuab cua txias adsorption thiab cov twj tso cua sov tseem me me piv rau cov tshuab compressor ib txwm muaj. Txawm hais tias muaj qhov zoo ntawm kev siv cua sov pheej yig (hloov chaw ua haujlwm hluav taws xob kim), kev siv cov txheej txheem raws li cov ntsiab cai adsorption tseem txwv rau ob peb daim ntawv thov tshwj xeeb. Qhov tsis zoo tseem ceeb uas yuav tsum tau tshem tawm yog qhov txo qis ntawm lub zog tshwj xeeb vim muaj kev ua haujlwm thermal tsawg thiab kev ruaj khov qis ntawm cov adsorbent. Cov txheej txheem txias adsorption lag luam tam sim no yog raws li cov adsorbers raws li cov phaj hloov pauv cua sov coated kom ua kom muaj peev xwm txias zoo. Cov txiaj ntsig tau paub zoo tias kev txo qis qhov tuab ntawm cov txheej ua rau kev txo qis ntawm qhov hloov pauv loj impedance, thiab kev nce thaj chaw ntawm qhov chaw rau qhov ntim ntawm cov qauv conductive ua rau lub zog nce yam tsis muaj kev cuam tshuam rau kev ua haujlwm zoo. Cov hlau fibers siv hauv txoj haujlwm no tuaj yeem muab thaj chaw tshwj xeeb hauv qhov ntau ntawm 2500–50,000 m2 / m3. Peb txoj hauv kev kom tau txais cov txheej nyias nyias tab sis ruaj khov ntawm cov ntsev hydrates ntawm cov hlau nto, suav nrog cov hlau fibers, rau kev tsim cov txheej ua qauv qhia thawj zaug lub zog siab ceev cua sov exchanger. Kev kho qhov chaw raws li txhuas anodizing yog xaiv los tsim kom muaj kev sib txuas zoo dua ntawm cov txheej thiab cov substrate. Lub microstructure ntawm qhov chaw tau raug soj ntsuam siv scanning electron microscopy. Txo tag nrho kev cuam tshuam Fourier hloov infrared spectroscopy thiab lub zog dispersive X-ray spectroscopy tau siv los xyuas seb puas muaj cov hom xav tau hauv qhov kev sim. Lawv lub peev xwm los tsim hydrates tau lees paub los ntawm kev sib xyaw ua ke thermogravimetric analysis (TGA) / differential thermogravimetric analysis (DTG). Cov khoom tsis zoo tshaj 0.07 g (dej) / g (composite) tau pom hauv MgSO4 txheej, qhia cov cim ntawm dehydration ntawm txog 60 ° C thiab rov ua dua tom qab rehydration. Cov txiaj ntsig zoo kuj tau txais nrog SrCl2 thiab ZnSO4 nrog qhov sib txawv ntawm kwv yees li 0.02 g / g hauv qab 100 ° C. Hydroxyethylcellulose tau raug xaiv los ua ib qho khoom ntxiv los ua kom muaj kev ruaj khov thiab kev nplaum ntawm cov txheej. Cov khoom siv adsorptive ntawm cov khoom tau raug soj ntsuam los ntawm kev sib xyaw TGA-DTG thiab lawv qhov adhesion tau piav qhia los ntawm ib txoj kev raws li kev sim piav qhia hauv ISO2409. Qhov sib xws thiab adhesion ntawm CaCl2 txheej tau zoo dua qub thaum tswj hwm nws lub peev xwm adsorption nrog qhov sib txawv ntawm qhov hnyav ntawm kwv yees li 0.1 g / g ntawm qhov kub qis dua 100 ° C. Tsis tas li ntawd, MgSO4 tseem muaj peev xwm tsim cov hydrates, qhia txog qhov sib txawv ntawm ntau dua 0.04 g / g ntawm qhov kub qis dua 100 ° C. Thaum kawg, cov hlau fibers coated raug kuaj xyuas. Cov txiaj ntsig qhia tau tias qhov ua tau zoo thermal conductivity ntawm cov qauv fiber coated nrog Al2 (SO4) 3 tuaj yeem siab dua 4.7 npaug piv rau qhov ntim ntawm cov ntshiab Al2 (SO4) 3. Cov txheej txheem ntawm cov txheej txheem kawm tau raug kuaj xyuas visually, thiab cov qauv sab hauv tau raug soj ntsuam siv cov duab microscopic ntawm cov ntu hla. Ib txheej txheem ntawm Al2 (SO4) 3 nrog lub thickness ntawm kwv yees li 50 µm tau txais, tab sis tag nrho cov txheej txheem yuav tsum tau ua kom zoo dua kom ua tiav kev faib tawm sib npaug ntau dua.
Cov txheej txheem adsorption tau txais kev saib xyuas ntau dhau ob peb xyoos dhau los vim tias lawv muab lwm txoj hauv kev zoo rau ib puag ncig rau cov twj tso cua sov compression lossis cov tshuab tub yees. Nrog rau kev nce qib ntawm cov qauv kev nplij siab thiab qhov kub nruab nrab thoob ntiaj teb, cov txheej txheem adsorption yuav txo qhov kev vam khom rau cov roj fossil yav tom ntej. Tsis tas li ntawd, txhua qhov kev txhim kho hauv kev txias adsorption lossis cov twj tso cua sov tuaj yeem hloov mus rau qhov chaw khaws cia lub zog thermal, uas sawv cev rau qhov nce ntxiv hauv lub peev xwm rau kev siv lub zog tseem ceeb. Qhov zoo tshaj plaws ntawm cov twj tso cua sov adsorption thiab cov tshuab tub yees yog tias lawv tuaj yeem ua haujlwm nrog qhov kub tsawg. Qhov no ua rau lawv haum rau cov chaw kub qis xws li lub zog hnub ci lossis cov cua sov pov tseg. Hauv cov ntawv thov khaws cia lub zog, adsorption muaj qhov zoo ntawm qhov ceev zog siab dua thiab kev faib tawm lub zog tsawg dua piv rau qhov chaw khaws cia cua sov zoo lossis latent.
Cov twj tso cua sov thiab cov tshuab ua kom txias ua raws li lub voj voog thermodynamic tib yam li lawv cov pa compression counterparts. Qhov sib txawv tseem ceeb yog kev hloov cov khoom siv compressor nrog adsorbers. Lub ntsiab lus muaj peev xwm nqus cov pa roj txias qis ntawm qhov kub nruab nrab, ua kom cov roj txias ntau dua txawm tias cov kua txias. Nws yog qhov tsim nyog los xyuas kom meej tias cov adsorber txias tas li kom tsis txhob muaj enthalpy ntawm adsorption (exotherm). Lub adsorber rov tsim dua ntawm qhov kub siab, ua rau cov pa roj txias desorb. Kev cua sov yuav tsum txuas ntxiv muab enthalpy ntawm desorption (endothermic). Vim tias cov txheej txheem adsorption yog tus cwj pwm los ntawm kev hloov pauv kub, lub zog ceev ceev xav tau kev ua kom muaj cua sov siab. Txawm li cas los xij, kev ua kom muaj cua sov qis yog qhov tsis zoo hauv feem ntau daim ntawv thov.
Qhov teeb meem tseem ceeb ntawm kev coj ua hluav taws xob yog kom nce nws tus nqi nruab nrab thaum tswj hwm txoj kev thauj mus los uas muab cov dej ntws ntawm cov pa dej adsorption / desorption. Ob txoj hauv kev feem ntau siv los ua tiav qhov no: cov khoom sib xyaw ua ke thiab cov khoom sib xyaw ua ke. Cov ntaub ntawv sib xyaw ua ke nrov tshaj plaws thiab ua tiav yog cov uas siv cov khoom siv carbon-based additives, uas yog expanded graphite, activated carbon, lossis carbon fibers. Oliveira et al. 2 impregnated expanded graphite hmoov nrog calcium chloride los tsim cov adsorber nrog lub peev xwm txias tshwj xeeb (SCP) txog li 306 W / kg thiab coefficient ntawm kev ua tau zoo (COP) txog li 0.46. Zajaczkowski et al. 3 tau tawm tswv yim txog kev sib xyaw ua ke ntawm expanded graphite, carbon fiber thiab calcium chloride nrog tag nrho cov conductivity ntawm 15 W / mK. Jian et al. 4 tau sim cov khoom sib xyaw nrog sulfuric acid kho expanded natural graphite (ENG-TSA) ua substrate hauv ob theem adsorption txias voj voog. Tus qauv kwv yees COP los ntawm 0.215 txog 0.285 thiab SCP los ntawm 161.4 txog 260.74 W / kg.
Txog tam sim no, qhov kev daws teeb meem zoo tshaj plaws yog cov khoom siv hloov cua sov uas muaj txheej. Cov txheej txheem txheej ntawm cov khoom siv hloov cua sov no tuaj yeem muab faib ua ob pawg: kev sib xyaw ncaj qha thiab cov nplaum. Txoj kev ua tiav zoo tshaj plaws yog kev sib xyaw ncaj qha, uas cuam tshuam nrog kev tsim cov khoom siv adsorbing ncaj qha rau ntawm qhov chaw ntawm cov khoom siv hloov cua sov los ntawm cov tshuaj reagents tsim nyog. Sotech5 tau patented ib txoj kev rau kev sib xyaw cov zeolite coated rau kev siv hauv cov khoom txias uas tsim los ntawm Fahrenheit GmbH. Schnabel et al 6 tau sim qhov kev ua tau zoo ntawm ob lub zeolites coated rau ntawm cov hlau tsis xeb. Txawm li cas los xij, txoj kev no tsuas yog ua haujlwm nrog cov adsorbents tshwj xeeb, uas ua rau txheej nrog cov nplaum yog lwm txoj hauv kev nthuav. Cov khoom sib txuas yog cov tshuaj passive xaiv los txhawb kev sib txuas sorbent thiab / lossis kev hloov pauv loj, tab sis tsis ua lub luag haujlwm hauv kev nqus lossis kev txhim kho conductivity. Freni et al. 7 cov khoom siv hloov cua sov txhuas coated nrog AQSOA-Z02 zeolite stabilized nrog cov av nplaum-raws li binder. Calabrese et al.8 tau kawm txog kev npaj cov zeolite coatings nrog cov polymeric binders. Ammann et al.9 tau tawm tswv yim ib txoj kev rau kev npaj cov txheej txheem zeolite uas muaj qhov ntxeem tau los ntawm cov khoom sib xyaw ua ke ntawm polyvinyl cawv. Alumina (alumina) kuj tseem siv ua cov khoom sib txuas 10 hauv cov khoom nqus. Raws li peb paub, cellulose thiab hydroxyethyl cellulose tsuas yog siv ua ke nrog cov khoom nqus lub cev 11,12. Qee zaum cov kua nplaum tsis siv rau cov xim pleev xim, tab sis siv los tsim cov qauv 13 ntawm nws tus kheej. Kev sib xyaw ua ke ntawm alginate polymer matrices nrog ntau cov ntsev hydrates tsim cov qauv sib xyaw ua ke uas tiv thaiv kev xau thaum lub sijhawm ziab thiab muab cov huab hwm coj txaus. Cov av nplaum xws li bentonite thiab attapulgite tau siv ua cov khoom sib txuas rau kev npaj cov khoom sib xyaw 15,16,17. Ethylcellulose tau siv los microencapsulate calcium chloride 18 lossis sodium sulfide 19.
Cov khoom sib xyaw ua ke nrog cov qauv hlau porous tuaj yeem muab faib ua cov khoom sib pauv cua sov ntxiv thiab cov khoom sib pauv cua sov coated. Qhov zoo ntawm cov qauv no yog thaj chaw tshwj xeeb siab. Qhov no ua rau muaj qhov chaw sib cuag loj dua ntawm adsorbent thiab hlau yam tsis muaj ntxiv ntawm qhov hnyav inert, uas txo qhov kev ua haujlwm tag nrho ntawm lub voj voog tub yees. Lang et al. 20 tau txhim kho qhov conductivity tag nrho ntawm zeolite adsorber nrog cov qauv honeycomb txhuas. Gillerminot et al. 21 txhim kho qhov thermal conductivity ntawm NaX zeolite txheej nrog tooj liab thiab nickel ua npuas ncauj. Txawm hais tias cov khoom sib xyaw ua ke siv ua cov ntaub ntawv hloov pauv theem (PCMs), cov kev tshawb pom ntawm Li et al. 22 thiab Zhao et al. 23 kuj yog qhov txaus siab rau chemisorption. Lawv piv rau kev ua tau zoo ntawm cov graphite nthuav dav thiab hlau ua npuas ncauj thiab xaus lus tias qhov kawg yog qhov zoo dua tsuas yog tias xeb tsis yog teeb meem. Palomba et al. nyuam qhuav piv rau lwm cov qauv hlau porous24. Van der Pal et al. tau kawm txog cov ntsev hlau embedded hauv foams 25. Tag nrho cov piv txwv yav dhau los sib raug rau cov khaubncaws sab nraud povtseg ntawm cov khoom me me adsorbents. Cov qauv hlau uas muaj qhov ntxeem tau tsis siv los pleev cov adsorbers, uas yog qhov kev daws teeb meem zoo dua. Ib qho piv txwv ntawm kev khi rau zeolites tuaj yeem pom hauv Wittstadt et al. 26 tab sis tsis muaj kev sim ua kom khi cov ntsev hydrates txawm tias lawv lub zog ceev dua 27.
Yog li, peb txoj kev rau kev npaj cov txheej adsorbent yuav raug tshawb nrhiav hauv tsab xov xwm no: (1) txheej binder, (2) kev cuam tshuam ncaj qha, thiab (3) kev kho qhov chaw. Hydroxyethylcellulose yog cov binder xaiv hauv txoj haujlwm no vim tias yav dhau los tau tshaj tawm txog kev ruaj khov thiab kev nplaum zoo hauv kev sib xyaw nrog cov adsorbents lub cev. Txoj kev no tau tshawb nrhiav thawj zaug rau cov txheej tiaj tiaj thiab tom qab ntawd siv rau cov qauv hlau fiber. Yav dhau los, kev tshuaj xyuas ua ntej ntawm qhov ua tau ntawm cov tshuaj lom neeg nrog kev tsim cov txheej adsorbent tau tshaj tawm. Kev paub dhau los tam sim no tau raug xa mus rau txheej ntawm cov qauv hlau fiber. Kev kho qhov chaw xaiv rau txoj haujlwm no yog ib txoj kev raws li txhuas anodizing. Txhuas anodizing tau ua tiav ua ke nrog cov ntsev hlau rau lub hom phiaj zoo nkauj29. Hauv cov xwm txheej no, cov txheej ruaj khov heev thiab tiv taus corrosion tuaj yeem tau txais. Txawm li cas los xij, lawv tsis tuaj yeem ua tiav cov txheej txheem adsorption lossis desorption. Daim ntawv no nthuav qhia ib qho kev hloov pauv ntawm txoj hauv kev no uas tso cai rau pawg neeg kom txav mus los siv cov khoom nplaum ntawm cov txheej txheem thawj. Raws li peb paub zoo tshaj plaws, tsis muaj ib txoj hauv kev piav qhia ntawm no tau kawm ua ntej. Lawv sawv cev rau ib qho thev naus laus zis tshiab uas nthuav heev vim tias lawv tso cai rau kev tsim cov txheej txheem adsorbent hydrated, uas muaj ntau qhov zoo dua li cov adsorbents uas tau kawm ntau zaus.
Cov phaj txhuas uas tau muab luam tawm uas siv ua cov khoom siv rau cov kev sim no tau muab los ntawm ALINVEST Břidličná, Czech Republic. Lawv muaj 98.11% txhuas, 1.3622% hlau, 0.3618% manganese thiab cov cim ntawm tooj liab, magnesium, silicon, titanium, zinc, chromium thiab nickel.
Cov ntaub ntawv xaiv rau kev tsim cov khoom sib xyaw yog xaiv raws li lawv cov khoom thermodynamic, uas yog, nyob ntawm seb lawv tuaj yeem nqus / tshem tawm ntawm qhov kub qis dua 120 ° C.
Magnesium sulfate (MgSO4) yog ib qho ntawm cov ntsev hydrated uas nthuav tshaj plaws thiab tau kawm txog 30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41. Cov khoom thermodynamic tau raug ntsuas tsis tu ncua thiab pom tias tsim nyog rau kev siv hauv cov teb ntawm kev nqus dej txias, twj tso cua sov thiab khaws cia lub zog. Magnesium sulfate qhuav CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Lub Tebchaws Yelemees) tau siv.
Calcium chloride (CaCl2) (H319) yog lwm yam ntsev uas tau kawm zoo vim nws cov hydrate muaj cov khoom thermodynamic nthuav41,42,43,44. Calcium chloride hexahydrate CAS-No. 7774-34-7 97% siv (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, Lub Tebchaws Yelemees).
Zinc sulfate (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) thiab nws cov hydrates muaj cov khoom thermodynamic uas tsim nyog rau cov txheej txheem adsorption kub qis45,46. Zinc sulfate heptahydrate CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Lub Tebchaws Yelemees) tau siv.
Strontium chloride (SrCl2) (H318) kuj muaj cov khoom thermodynamic nthuav4,45,47 txawm hais tias nws feem ntau ua ke nrog ammonia hauv kev nqus cua sov twj lossis kev tshawb fawb khaws cia lub zog. Strontium chloride hexahydrate CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) tau siv rau kev tsim khoom.
Tooj liab sulfate (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) tsis yog cov hydrates uas pom ntau hauv cov ntaub ntawv tshaj lij, txawm hais tias nws cov khoom thermodynamic yog qhov txaus siab rau cov ntawv thov kub qis 48,49. Tooj liab sulfate CAS-Nr.7758-99-8 99% (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) tau siv rau kev tsim.
Magnesium chloride (MgCl2) yog ib qho ntawm cov ntsev hydrated uas nyuam qhuav tau txais kev saib xyuas ntau dua hauv thaj chaw ntawm kev khaws cia lub zog thermal 50,51. Magnesium chloride hexahydrate CAS-Nr.7791-18-6 qib tshuaj ntshiab (Applichem GmbH., Darmstadt, Lub Tebchaws Yelemees) tau siv rau kev sim.
Raws li tau hais los saum toj no, hydroxyethyl cellulose tau raug xaiv vim yog cov txiaj ntsig zoo hauv cov ntawv thov zoo sib xws. Cov khoom siv hauv peb cov khoom siv yog hydroxyethyl cellulose CAS-Nr 9004-62-0 (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA).
Cov hlau fibers yog ua los ntawm cov xov hlau luv luv uas sib txuas ua ke los ntawm kev nias thiab sintering, ib qho txheej txheem hu ua crucible melt extraction (CME)52. Qhov no txhais tau tias lawv cov thermal conductivity tsis yog nyob ntawm qhov conductivity ntawm cov hlau siv hauv kev tsim khoom thiab qhov porosity ntawm cov qauv kawg, tab sis kuj nyob ntawm qhov zoo ntawm cov bonds ntawm cov xov. Cov fibers tsis yog isotropic thiab feem ntau yuav faib rau hauv ib qho kev taw qhia thaum lub sijhawm tsim khoom, uas ua rau cov thermal conductivity hauv qhov kev taw qhia transverse qis dua.
Cov khoom nqus dej tau tshawb nrhiav siv kev tshuaj xyuas thermogravimetric tib lub sijhawm (TGA) / kev tshuaj xyuas thermogravimetric sib txawv (DTG) hauv lub hnab nqus tsev (Netzsch TG 209 F1 Libra). Cov kev ntsuas tau ua tiav hauv huab cua nitrogen ntws ntawm tus nqi ntws ntawm 10 ml / min thiab qhov kub thiab txias ntawm 25 txog 150 ° C hauv cov khoom siv txhuas oxide. Tus nqi cua sov yog 1 ° C / min, qhov hnyav ntawm cov qauv sib txawv ntawm 10 txog 20 mg, qhov kev daws teeb meem yog 0.1 μg. Hauv txoj haujlwm no, nws yuav tsum tau sau tseg tias qhov sib txawv ntawm qhov hnyav ib chav tsev muaj qhov tsis paub meej loj. Cov qauv siv hauv TGA-DTG yog me me heev thiab txiav tsis xwm yeem, uas ua rau lawv qhov kev txiav txim siab thaj chaw tsis raug. Cov nqi no tsuas yog tuaj yeem kwv yees rau thaj chaw loj dua yog tias muaj kev hloov pauv loj.
Cov spectra ntawm Attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) tau txais los ntawm Bruker Vertex 80 v FTIR spectrometer (Bruker Optik GmbH, Leipzig, Lub Tebchaws Yelemees) siv ATR platinum accessory (Bruker Optik GmbH, Lub Tebchaws Yelemees). Cov spectra ntawm cov pob zeb diamond qhuav huv si tau ntsuas ncaj qha hauv lub tshuab nqus tsev ua ntej siv cov qauv ua keeb kwm yav dhau los rau kev ntsuas kev sim. Cov qauv tau ntsuas hauv lub tshuab nqus tsev siv qhov kev daws teeb meem spectral ntawm 2 cm-1 thiab tus lej nruab nrab ntawm kev luam theej duab ntawm 32. Wavenumber ntau ntawm 8000 txog 500 cm-1. Kev tshuaj xyuas spectral tau ua tiav siv OPUS program.
Kev tshuaj xyuas SEM tau ua tiav los ntawm kev siv DSM 982 Gemini los ntawm Zeiss ntawm qhov hluav taws xob nrawm ntawm 2 thiab 5 kV. Kev siv hluav taws xob dispersive X-ray spectroscopy (EDX) tau ua tiav los ntawm kev siv Thermo Fischer System 7 nrog Peltier txias silicon drift detector (SSD).
Kev npaj cov phaj hlau tau ua raws li cov txheej txheem zoo ib yam li tau piav qhia hauv 53. Ua ntej, muab lub phaj tso rau hauv 50% sulfuric acid. 15 feeb. Tom qab ntawd lawv tau muab tso rau hauv 1 M sodium hydroxide kua rau li 10 vib nas this. Tom qab ntawd cov qauv tau ntxuav nrog ntau cov dej distilled, thiab tom qab ntawd tsau rau hauv dej distilled rau 30 feeb. Tom qab kev kho qhov chaw ua ntej, cov qauv tau muab tso rau hauv 3% saturated kua. HEC thiab ntsev hom phiaj. Thaum kawg, coj lawv tawm thiab ziab lawv ntawm 60 ° C.
Txoj kev anodizing ua kom cov txheej oxide ntuj ntawm cov hlau passive zoo dua thiab muaj zog dua. Cov vaj huam sib luag txhuas tau anodized nrog sulfuric acid hauv lub xeev khov thiab tom qab ntawd kaw hauv dej kub. Anodizing ua raws li kev pib etching nrog 1 mol / l NaOH (600 s) ua raws li neutralization hauv 1 mol / l HNO3 (60 s). Cov kua electrolyte yog sib xyaw ntawm 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2 (SO4) 3, thiab 1 M MgSO4 + 7H2O. Anodizing tau ua tiav ntawm (40 ± 1) ° C, 30 mA / cm2 rau 1200 vib nas this. Cov txheej txheem sealing tau ua tiav hauv ntau yam kua brine raws li tau piav qhia hauv cov ntaub ntawv (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2). Cov qauv raug rhaub hauv nws rau 1800 vib nas this.
Muaj peb txoj kev sib txawv rau kev tsim cov khoom sib xyaws tau raug tshawb nrhiav: txheej nplaum, kev ua tshuaj tiv thaiv ncaj qha, thiab kev kho qhov chaw. Cov txiaj ntsig thiab qhov tsis zoo ntawm txhua txoj kev cob qhia tau raug tshuaj xyuas thiab sib tham txog. Kev soj ntsuam ncaj qha, nanoimaging, thiab kev tshuaj xyuas tshuaj lom neeg / cov khoom siv tau siv los ntsuas cov txiaj ntsig.
Anodizing tau raug xaiv los ua txoj kev kho qhov chaw hloov pauv kom ua rau cov ntsev hydrates lo rau. Txoj kev kho qhov chaw no tsim cov qauv porous ntawm alumina (alumina) ncaj qha rau ntawm qhov chaw txhuas. Ib txwm muaj, txoj kev no muaj ob theem: theem thawj zaug tsim cov qauv porous ntawm txhuas oxide, thiab theem ob tsim cov txheej txheem ntawm txhuas hydroxide uas kaw cov qhov hws. Cov hauv qab no yog ob txoj hauv kev los thaiv ntsev yam tsis thaiv kev nkag mus rau theem roj. Thawj zaug muaj lub kaw lus honeycomb siv cov raj me me txhuas oxide (Al2O3) tau txais hauv thawj kauj ruam los tuav cov siv lead ua adsorbent thiab ua kom nws lo rau cov hlau nto. Cov honeycomb tshwm sim muaj txoj kab uas hla li 50 nm thiab ntev li 200 nm (Daim duab 1a). Raws li tau hais ua ntej, cov qhov no feem ntau raug kaw hauv kauj ruam thib ob nrog ib txheej nyias ntawm Al2O (OH) 2 boehmite txhawb nqa los ntawm cov txheej txheem alumina raj boiling. Hauv txoj kev thib ob, cov txheej txheem sealing no tau hloov kho kom cov ntsev siv lead ua tau raug ntes hauv ib txheej boehmite (Al2O(OH)) uas npog sib npaug, uas tsis siv rau kev sib khi hauv qhov no. Theem thib ob yog ua tiav hauv cov tshuaj saturated ntawm cov ntsev sib xws. Cov qauv piav qhia muaj qhov loj me hauv qhov ntau ntawm 50–100 nm thiab zoo li cov tee dej uas tau txau (Daim Duab 1b). Qhov saum npoo tau txais los ntawm cov txheej txheem sealing muaj cov qauv spatial nrog thaj chaw sib cuag ntau dua. Cov qauv saum npoo no, nrog rau lawv cov kev teeb tsa sib txuas ntau yam, zoo tagnrho rau kev nqa thiab tuav cov ntsev siv lead ua. Ob qho qauv piav qhia zoo li muaj qhov porous tiag tiag thiab muaj cov qhov me me uas zoo li haum rau kev khaws cov ntsev hydrates thiab adsorbing vapors rau cov ntsev thaum lub sijhawm ua haujlwm ntawm adsorber. Txawm li cas los xij, kev tshuaj xyuas cov ntsiab lus ntawm cov nto no siv EDX tuaj yeem ntes tau cov nqi ntawm magnesium thiab sulfur ntawm qhov chaw ntawm boehmite, uas tsis pom hauv qhov xwm txheej ntawm alumina nto.
ATR-FTIR ntawm cov qauv tau lees paub tias cov khoom yog magnesium sulfate (saib Daim Duab 2b). Cov spectrum qhia txog cov yam ntxwv sulfate ion peaks ntawm 610–680 thiab 1080–1130 cm–1 thiab cov yam ntxwv lattice dej peaks ntawm 1600–1700 cm–1 thiab 3200–3800 cm–1 (saib Daim Duab 2a, c). Qhov muaj magnesium ions yuav luag tsis hloov pauv cov spectrum54.
(a) EDX ntawm lub phaj txhuas MgSO4 uas tau coated nrog boehmite, (b) ATR-FTIR spectra ntawm boehmite thiab MgSO4 coatings, (c) ATR-FTIR spectra ntawm MgSO4 ntshiab.
TGA tau lees paub tias kev tswj hwm qhov ua tau zoo ntawm kev nqus dej tau ua tiav. Hauv daim duab 3b qhia txog qhov siab tshaj plaws ntawm kev tshem tawm ntawm kwv yees li 60 ° C. Qhov siab tshaj plaws no tsis sib xws rau qhov kub ntawm ob lub siab tshaj plaws uas pom hauv TGA ntawm cov ntsev ntshiab (Daim duab 3a). Qhov rov ua dua ntawm lub voj voog adsorption-desorption tau raug soj ntsuam, thiab tib lub nkhaus tau pom tom qab muab cov qauv tso rau hauv huab cua noo (Daim duab 3c). Qhov sib txawv uas pom hauv theem thib ob ntawm kev tshem tawm tej zaum yuav yog qhov tshwm sim ntawm kev qhuav dej hauv huab cua ntws, vim qhov no feem ntau ua rau kev qhuav dej tsis tiav. Cov nqi no sib xws rau kwv yees li 17.9 g / m2 hauv thawj qhov kev tshem tawm dej thiab 10.3 g / m2 hauv qhov thib ob kev tshem tawm dej.
Kev sib piv ntawm TGA kev tshuaj xyuas ntawm boehmite thiab MgSO4: TGA kev tshuaj xyuas ntawm MgSO4 ntshiab (a), sib tov (b) thiab tom qab ua kom dej rov qab los (c).
Tib txoj kev no tau ua nrog calcium chloride ua adsorbent. Cov txiaj ntsig tau muab tso rau hauv Daim Duab 4. Kev tshuaj xyuas qhov chaw pom tau pom qhov hloov pauv me me ntawm lub teeb ci ntsa iab. Lub plaub tsis pom tseeb. SEM lees paub qhov muaj cov siv lead ua me me faib thoob plaws qhov chaw. Txawm li cas los xij, TGA tsis qhia tias muaj kev qhuav dej hauv qab 150 ° C. Qhov no yuav yog vim qhov tseeb tias qhov feem ntawm ntsev me dhau piv rau tag nrho cov pawg ntawm cov substrate rau kev ntes los ntawm TGA.
Cov txiaj ntsig ntawm kev kho qhov chaw ntawm cov txheej txheem tooj liab sulfate los ntawm txoj kev anodizing tau qhia hauv daim duab 5. Hauv qhov no, qhov kev xav tias yuav muaj CuSO4 rau hauv cov qauv Al oxide tsis tau tshwm sim. Hloov chaw, cov koob xoob tau pom vim tias lawv feem ntau siv rau tooj liab hydroxide Cu (OH) 2 siv nrog cov xim turquoise ib txwm muaj.
Qhov kev kho qhov chaw anodized kuj tau sim ua ke nrog strontium chloride. Cov txiaj ntsig tau qhia txog kev npog tsis sib npaug (saib Daim Duab 6a). Txhawm rau txiav txim siab seb cov ntsev puas npog tag nrho qhov chaw, kev tshuaj xyuas EDX tau ua tiav. Lub nkhaus rau ib qho taw tes hauv thaj chaw grey (taw tes 1 hauv Daim Duab 6b) qhia me ntsis strontium thiab ntau ntawm txhuas. Qhov no qhia txog cov ntsiab lus qis ntawm strontium hauv thaj chaw ntsuas, uas, tig mus, qhia txog kev npog qis ntawm strontium chloride. Ntawm qhov tod tes, thaj chaw dawb muaj cov ntsiab lus siab ntawm strontium thiab cov ntsiab lus qis ntawm txhuas (cov ntsiab lus 2-6 hauv Daim Duab 6b). EDX kev tshuaj xyuas ntawm thaj chaw dawb qhia cov ntsiab lus tsaus dua (cov ntsiab lus 2 thiab 4 hauv Daim Duab 6b), qis hauv chlorine thiab siab hauv sulfur. Qhov no yuav qhia txog kev tsim ntawm strontium sulfate. Cov ntsiab lus ci ntsa iab qhia txog cov ntsiab lus chlorine siab thiab cov ntsiab lus sulfur qis (cov ntsiab lus 3, 5, thiab 6 hauv Daim Duab 6b). Qhov no tuaj yeem piav qhia los ntawm qhov tseeb tias qhov tseem ceeb ntawm cov txheej dawb muaj cov strontium chloride uas xav tau. TGA ntawm cov qauv tau lees paub qhov kev txhais lus ntawm qhov kev tshuaj xyuas nrog lub ncov ntawm qhov kub thiab txias ntawm cov tshuaj strontium chloride ntshiab (Daim Duab 6c). Lawv tus nqi me me tuaj yeem raug lees paub los ntawm ib feem me me ntawm ntsev piv rau qhov hnyav ntawm cov hlau txhawb nqa. Qhov hnyav desorption txiav txim siab hauv kev sim sib xws rau qhov ntau ntawm 7.3 g / m2 muab tawm rau ib cheeb tsam ntawm lub adsorber ntawm qhov kub ntawm 150 ° C.
Cov txheej zinc sulfate kho nrog eloxal kuj tau raug sim. Macroscopically, cov txheej yog ib txheej nyias heev thiab sib xws (Daim duab 7a). Txawm li cas los xij, SEM tau qhia txog thaj chaw uas muaj cov siv lead me me sib cais los ntawm thaj chaw khoob (Daim duab 7b). TGA ntawm cov txheej thiab cov substrate tau piv rau cov ntsev ntshiab (Daim duab 7c). Cov ntsev ntshiab muaj ib lub ncov asymmetric ntawm 59.1 ° C. Cov txhuas coated tau qhia ob lub ncov me me ntawm 55.5 ° C thiab 61.3 ° C, qhia txog qhov muaj zinc sulfate hydrate. Qhov sib txawv ntawm qhov hnyav tau pom hauv kev sim sib xws rau 10.9 g / m2 ntawm qhov kub thiab txias ntawm 150 ° C.
Ib yam li daim ntawv thov dhau los53, hydroxyethyl cellulose tau siv los ua cov khoom siv los txhim kho qhov kev nplaum thiab kev ruaj khov ntawm cov txheej sorbent. Kev sib raug zoo ntawm cov khoom siv thiab cov nyhuv rau kev ua haujlwm adsorption tau soj ntsuam los ntawm TGA. Kev tshuaj xyuas tau ua tiav hauv kev sib raug zoo rau tag nrho cov pawg, piv txwv li cov qauv suav nrog lub phaj hlau siv ua cov txheej txheej. Kev nplaum raug sim los ntawm kev sim raws li kev xeem hla notch txhais hauv ISO2409 specification (tsis tuaj yeem ua tau raws li qhov kev sib cais notch specification nyob ntawm qhov tuab thiab dav specification).
Kev txheej cov vaj huam sib luag nrog calcium chloride (CaCl2) (saib daim duab 8a) ua rau muaj kev faib tawm tsis sib xws, uas tsis tau pom hauv cov txheej txhuas ntshiab siv rau qhov kev xeem transverse notch. Piv rau cov txiaj ntsig rau CaCl2 ntshiab, TGA (Daim duab 8b) qhia ob lub ncov tshwj xeeb hloov mus rau qhov kub qis dua ntawm 40 thiab 20 ° C, raws li. Qhov kev xeem hla-seem tsis tso cai rau kev sib piv lub hom phiaj vim tias cov qauv CaCl2 ntshiab (qauv ntawm sab xis hauv daim duab 8c) yog cov hmoov av, uas tshem tawm cov khoom me me saum toj kawg nkaus. Cov txiaj ntsig HEC tau qhia txog cov txheej nyias nyias thiab sib xws nrog kev nplaum zoo. Qhov sib txawv ntawm qhov hnyav pom hauv daim duab 8b sib raug rau 51.3 g / m2 ib cheeb tsam ntawm cov adsorber ntawm qhov kub ntawm 150 ° C.
Cov txiaj ntsig zoo ntawm kev nplaum thiab kev sib xws kuj tau txais nrog magnesium sulfate (MgSO4) (saib daim duab 9). Kev tshuaj xyuas ntawm cov txheej txheem desorption ntawm lub txheej txheej qhia tau tias muaj ib lub ncov ntawm kwv yees li 60 ° C. Qhov kub no sib raug rau cov kauj ruam desorption tseem ceeb pom hauv kev qhuav dej ntawm cov ntsev ntshiab, sawv cev rau lwm kauj ruam ntawm 44 ° C. Nws sib raug rau kev hloov pauv ntawm hexahydrate mus rau pentahydrate thiab tsis pom nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm cov txheej txheej nrog cov khi. Kev sim hla ntu qhia tau tias kev faib tawm zoo dua thiab kev nplaum piv rau cov txheej txheej ua los ntawm kev siv ntsev ntshiab. Qhov sib txawv ntawm pawg pom hauv TGA-DTC sib raug rau 18.4 g / m2 ib cheeb tsam ntawm cov adsorber ntawm qhov kub ntawm 150 ° C.
Vim yog qhov tsis sib xws ntawm qhov chaw, strontium chloride (SrCl2) muaj ib txheej tsis sib xws ntawm cov fins (Daim Duab 10a). Txawm li cas los xij, cov txiaj ntsig ntawm qhov kev xeem transverse notch qhia tau tias muaj kev faib tawm sib npaug nrog kev txhim kho zoo dua (Daim Duab 10c). Kev tshuaj xyuas TGA qhia tau tias muaj qhov sib txawv me me hauv qhov hnyav, uas yuav tsum yog vim muaj cov ntsev tsawg dua piv rau cov hlau substrate. Txawm li cas los xij, cov kauj ruam ntawm qhov nkhaus qhia tau tias muaj cov txheej txheem dehydration, txawm hais tias qhov siab tshaj plaws yog txuam nrog qhov kub tau txais thaum piav qhia txog cov ntsev ntshiab. Cov siab tshaj plaws ntawm 110 ° C thiab 70.2 ° C pom hauv Daim Duab 10b kuj tau pom thaum tshuaj xyuas cov ntsev ntshiab. Txawm li cas los xij, cov kauj ruam dehydration tseem ceeb pom hauv cov ntsev ntshiab ntawm 50 ° C tsis tau cuam tshuam rau hauv cov nkhaus siv cov binder. Qhov sib piv, cov khoom sib xyaw binder qhia tau tias muaj ob lub siab tshaj plaws ntawm 20.2 ° C thiab 94.1 ° C, uas tsis tau ntsuas rau cov ntsev ntshiab (Daim Duab 10b). Thaum kub txog 150 °C, qhov sib txawv ntawm qhov hnyav uas pom tau sib raug rau 7.2 g/m2 ib cheeb tsam ntawm lub adsorber.
Qhov kev sib xyaw ua ke ntawm HEC thiab zinc sulfate (ZnSO4) tsis tau muab cov txiaj ntsig zoo (Daim Duab 11). Kev tshuaj xyuas TGA ntawm cov hlau coated tsis qhia txog cov txheej txheem dehydration. Txawm hais tias qhov kev faib tawm thiab kev nplaum ntawm cov txheej tau zoo dua, nws cov khoom tseem tsis zoo.
Txoj kev yooj yim tshaj plaws los txheej cov hlau fibers nrog ib txheej nyias thiab sib npaug yog kev ntub dej impregnation (Daim duab 12a), uas suav nrog kev npaj cov ntsev thiab kev ntub dej ntawm cov hlau fibers nrog cov kua dej.
Thaum npaj rau kev ntub dej, muaj ob qhov teeb meem tseem ceeb. Ntawm ib sab tes, qhov kev nruj ntawm cov kua ntsev tiv thaiv kev koom ua ke ntawm cov kua rau hauv cov qauv porous. Crystallization ntawm sab nraud (Daim duab 12d) thiab cov pa npuas uas raug kaw hauv cov qauv (Daim duab 12c) tsuas yog tuaj yeem txo tau los ntawm kev txo qhov kev nruj ntawm qhov chaw thiab ua ntej ntub cov qauv nrog dej distilled. Kev yuam kom yaj hauv cov qauv los ntawm kev tshem tawm cov huab cua hauv lossis los ntawm kev tsim cov dej ntws hauv cov qauv yog lwm txoj hauv kev zoo los xyuas kom meej tias cov qauv puv tag nrho.
Qhov teeb meem thib ob uas ntsib thaum lub sijhawm npaj yog kev tshem tawm cov zaj duab xis ntawm ib feem ntawm cov ntsev (saib daim duab 12b). Qhov xwm txheej no yog tus cwj pwm los ntawm kev tsim cov txheej qhuav ntawm qhov chaw yaj, uas nres qhov kev ziab convectively thiab pib cov txheej txheem diffusion stimulated. Lub tshuab thib ob qeeb dua li thawj zaug. Yog li ntawd, qhov kub siab yog qhov yuav tsum tau rau lub sijhawm ziab tsim nyog, uas ua rau muaj kev pheej hmoo ntawm cov npuas tsim hauv cov qauv. Qhov teeb meem no tau daws los ntawm kev qhia txog lwm txoj hauv kev ntawm crystallization tsis yog raws li kev hloov pauv concentration (evaporation), tab sis ntawm kev hloov pauv kub (zoo li hauv piv txwv nrog MgSO4 hauv daim duab 13).
Daim duab qhia txog cov txheej txheem crystallization thaum lub sijhawm txias thiab kev sib cais ntawm cov khoom khov thiab cov kua siv MgSO4.
Cov kua ntsev uas muaj roj ntau tuaj yeem npaj tau ntawm lossis siab dua qhov kub hauv chav (HT) siv txoj kev no. Hauv thawj qhov xwm txheej, kev siv lead ua los ntawm kev txo qhov kub hauv qab qhov kub hauv chav. Hauv qhov xwm txheej thib ob, kev siv lead ua tshwm sim thaum cov qauv raug txias rau qhov kub hauv chav (RT). Qhov tshwm sim yog kev sib xyaw ntawm cov siv lead ua (B) thiab yaj (A), qhov kua uas raug tshem tawm los ntawm cua compressed. Txoj hauv kev no tsis yog tsuas yog zam kev tsim cov zaj duab xis ntawm cov hydrates no, tab sis kuj txo lub sijhawm xav tau rau kev npaj lwm cov khoom sib xyaw. Txawm li cas los xij, kev tshem tawm cov kua los ntawm cua compressed ua rau muaj kev siv lead ua ntxiv ntawm cov ntsev, ua rau muaj txheej tuab dua.
Lwm txoj kev uas siv tau los pleev xim rau cov hlau nto yog kev tsim cov ntsev ncaj qha los ntawm kev tshuaj lom neeg. Cov khoom sib pauv cua sov uas ua los ntawm kev tshuaj lom neeg ntawm cov kua qaub ntawm cov hlau nto ntawm cov fins thiab cov raj muaj ntau qhov zoo, raws li tau tshaj tawm hauv peb txoj kev tshawb fawb yav dhau los. Kev siv txoj kev no rau cov fibers ua rau muaj cov txiaj ntsig tsis zoo vim yog kev tsim cov pa roj thaum lub sijhawm tshuaj lom neeg. Lub siab ntawm cov pa roj hydrogen nce siab hauv lub probe thiab hloov pauv thaum cov khoom raug tso tawm (Daim duab 14a).
Cov txheej txheej tau hloov kho los ntawm kev tshuaj lom neeg kom tswj tau qhov tuab thiab kev faib tawm ntawm cov txheej txheej zoo dua. Txoj kev no suav nrog kev xa cov kua qaub ntws los ntawm cov qauv (Daim Duab 14b). Qhov no xav tias yuav ua rau muaj cov txheej txheej sib xws los ntawm kev tshuaj lom neeg nrog cov hlau substrate. Cov txiaj ntsig tau zoo, tab sis cov txheej txheem qeeb dhau los ua qhov zoo (Daim Duab 14c). Lub sijhawm tshuaj lom neeg luv dua tuaj yeem ua tiav los ntawm kev ua kom sov hauv zos.
Yuav kom kov yeej qhov tsis zoo ntawm cov txheej txheem saum toj no, ib txoj kev txheej txheem raws li kev siv cov nplaum tau raug kawm. HEC tau raug xaiv raws li cov txiaj ntsig tau nthuav tawm hauv ntu dhau los. Tag nrho cov qauv tau npaj ntawm 3% wt. Cov binder yog sib xyaw nrog ntsev. Cov fibers tau pretreated raws li cov txheej txheem tib yam li rau cov tav, piv txwv li soaked hauv 50% vol. hauv 15 feeb. sulfuric acid, tom qab ntawd soaked hauv sodium hydroxide rau 20 vib nas this, ntxuav hauv dej distilled thiab thaum kawg soaked hauv dej distilled rau 30 feeb. Hauv qhov no, ib kauj ruam ntxiv tau ntxiv ua ntej impregnation. Muab cov qauv luv luv rau hauv cov kua ntsev dilute thiab qhuav ntawm kwv yees li 60 ° C. Cov txheej txheem yog tsim los hloov kho qhov chaw ntawm cov hlau, tsim cov chaw nucleation uas txhim kho kev faib tawm ntawm cov txheej txheem hauv theem kawg. Cov qauv fibrous muaj ib sab uas cov filaments yog thinner thiab nruj nreem ntim, thiab sab nraud uas cov filaments yog thicker thiab tsawg dua faib. Qhov no yog qhov tshwm sim ntawm 52 cov txheej txheem tsim khoom.
Cov txiaj ntsig rau calcium chloride (CaCl2) tau muab sau ua ke thiab piav qhia nrog cov duab hauv Rooj 1. Kev npog zoo tom qab txhaj tshuaj. Txawm tias cov hlua uas tsis muaj cov siv lead ua pom ntawm qhov chaw tau txo cov xim hlau, qhia txog kev hloov pauv ntawm qhov tiav. Txawm li cas los xij, tom qab cov qauv tau impregnated nrog cov dej sib xyaw ntawm CaCl2 thiab HEC thiab ziab ntawm qhov kub ntawm kwv yees li 60 ° C, cov txheej txheem tau sib sau ua ke ntawm qhov sib tshuam ntawm cov qauv. Qhov no yog qhov cuam tshuam los ntawm qhov nro ntawm qhov chaw ntawm cov tshuaj. Tom qab soaking, cov kua tseem nyob hauv cov qauv vim nws qhov nro ntawm qhov chaw. Yeej nws tshwm sim ntawm qhov sib tshuam ntawm cov qauv. Sab zoo tshaj plaws ntawm cov qauv muaj ntau qhov puv nrog ntsev. Qhov hnyav nce los ntawm 0.06 g / cm3 tom qab txheej.
Kev txheej nrog magnesium sulfate (MgSO4) tsim tau ntau ntsev ib chav ntim (Rooj 2). Hauv qhov no, qhov ntsuas tau nce ntxiv yog 0.09 g / cm3. Cov txheej txheem noob ua rau muaj kev npog ntau ntawm cov qauv. Tom qab cov txheej txheem txheej, ntsev thaiv cov cheeb tsam loj ntawm sab nyias ntawm cov qauv. Tsis tas li ntawd, qee qhov chaw ntawm lub matte raug thaiv, tab sis qee qhov porosity tseem khaws cia. Hauv qhov no, kev tsim ntsev yooj yim pom ntawm qhov kev sib tshuam ntawm cov qauv, lees paub tias cov txheej txheem txheej yog vim qhov nro ntawm qhov chaw ntawm cov kua, thiab tsis yog kev sib cuam tshuam ntawm cov ntsev thiab cov hlau substrate.
Cov txiaj ntsig rau kev sib xyaw ua ke ntawm strontium chloride (SrCl2) thiab HEC tau qhia cov khoom zoo sib xws rau cov piv txwv dhau los (Rooj 3). Hauv qhov no, sab nyias nyias ntawm cov qauv yuav luag npog tag nrho. Tsuas yog cov qhov hws ib leeg pom tau, tsim thaum lub sijhawm ziab vim yog qhov tso pa tawm ntawm cov qauv. Tus qauv pom ntawm sab matte zoo ib yam li cov ntaub ntawv dhau los, thaj chaw raug thaiv nrog ntsev thiab cov fibers tsis tau npog tag nrho.
Yuav kom ntsuam xyuas qhov cuam tshuam zoo ntawm cov qauv fibrous rau kev ua haujlwm thermal ntawm lub tshuab hloov pauv cua sov, qhov ua tau zoo ntawm cov qauv fibrous coated tau txiav txim siab thiab piv nrog cov khoom siv txheej ntshiab. Thermal conductivity tau ntsuas raws li ASTM D 5470-2017 siv lub cuab yeej vaj huam sib luag tiaj tus qhia hauv Daim Duab 15a siv cov khoom siv siv nrog paub thermal conductivity. Piv rau lwm txoj kev ntsuas transient, lub hauv paus ntsiab lus no yog qhov zoo rau cov khoom siv porous siv hauv kev tshawb fawb tam sim no, txij li thaum cov kev ntsuas tau ua nyob rau hauv lub xeev ruaj khov thiab nrog qhov loj me txaus (cheeb tsam hauv paus 30 × 30 mm2, qhov siab kwv yees li 15 hli). Cov qauv ntawm cov khoom siv txheej ntshiab (siv) thiab cov qauv fiber coated tau npaj rau kev ntsuas hauv kev coj ntawm cov fiber thiab perpendicular rau kev coj ntawm cov fiber los ntsuas qhov cuam tshuam ntawm anisotropic thermal conductivity. Cov qauv tau av rau ntawm qhov chaw (P320 grit) kom txo qhov cuam tshuam ntawm qhov roughness ntawm qhov chaw vim kev npaj qauv, uas tsis cuam tshuam cov qauv hauv cov qauv.