Misaotra anao nitsidika ny Nature.com. Voafetra ny fanohanana CSS amin'ny dikan-tranonkala ampiasainao. Ho an'ny traikefa tsara indrindra, manoro hevitra anao izahay hampiasa navigateur nohavaozina (na hanafoana ny Compatibility Mode ao amin'ny Internet Explorer). Mandritra izany fotoana izany, mba hahazoana antoka fa mitohy ny fanohanana, dia hampiseho ny tranonkala tsy misy styles sy JavaScript izahay.
Mbola kely dia kely ny tsena ho an'ny rafitra fampangatsiahana adsorption sy paompy hafanana raha oharina amin'ny rafitra compressor nentim-paharazana. Na dia eo aza ny tombony lehibe amin'ny fampiasana hafanana mora vidy (fa tsy ny asa elektrika lafo vidy), ny fampiharana rafitra mifototra amin'ny fitsipiky ny adsorption dia mbola voafetra amin'ny fampiharana manokana vitsivitsy. Ny fatiantoka lehibe mila esorina dia ny fihenan'ny hery manokana noho ny conductivity mafana ambany sy ny fahamarinan-toerana ambany amin'ny adsorbent. Ny rafitra fampangatsiahana adsorption ara-barotra amin'izao fotoana izao dia mifototra amin'ny adsorbers mifototra amin'ny takelaka fifanakalozana hafanana voarakotra mba hanatsarana ny fahafahan'ny fampangatsiahana. Fantatra tsara ny valiny fa ny fampihenana ny hatevin'ny coating dia mitarika amin'ny fihenan'ny impedance famindrana faobe, ary ny fampitomboana ny velaran-tany amin'ny tahan'ny volume amin'ny rafitra conductive dia mampitombo ny hery nefa tsy mampihena ny fahombiazana. Ny fibre metaly ampiasaina amin'ity asa ity dia afaka manome velaran-tany manokana eo anelanelan'ny 2500–50,000 m2/m3. Fomba telo hahazoana coatings sira manify nefa marin-toerana amin'ny velaran-tany metaly, anisan'izany ny fibre metaly, ho an'ny famokarana coatings dia mampiseho voalohany ny exchanger hafanana avo lenta. Ny fitsaboana ny ety ambonin'ny tany mifototra amin'ny anodizing aluminium dia nofidiana mba hamoronana fifamatorana matanjaka kokoa eo amin'ny coating sy ny substrate. Nohadihadiana tamin'ny alàlan'ny mikroskopia elektrôna scanning ny firafitry ny velarana vokatr'izany. Nampiasaina ny spectroscopy infrarouge Fourier transform reflection total sy ny spectroscopy X-ray dispersive mba hijerena ny fisian'ny karazana irina ao amin'ny assay. Nohamafisina tamin'ny alàlan'ny fanadihadiana thermogravimetric mitambatra (TGA)/fanadihadiana thermogravimetric differential (DTG) ny fahafahan'izy ireo mamorona hydrates. Hita tao amin'ny coating MgSO4 ny kalitao ratsy mihoatra ny 0.07 g (rano)/g (composite), izay mampiseho famantarana ny tsy fahampian-drano amin'ny 60 °C eo ho eo ary azo averina aorian'ny rehydration. Nahazo vokatra tsara ihany koa ny SrCl2 sy ZnSO4 miaraka amin'ny fahasamihafan'ny lanja eo amin'ny 0.02 g/g eo ho eo ambanin'ny 100 °C. Ny Hydroxyethylcellulose no nofidiana ho additive mba hampitomboana ny fahamarinan-toerana sy ny fifikirana amin'ny coating. Nojerena tamin'ny alalan'ny TGA-DTG miaraka ny toetran'ny adsorption an'ireo vokatra ary nojerena tamin'ny alalan'ny fomba mifototra amin'ny fitsapana voalaza ao amin'ny ISO2409 ny fifikirany. Nihatsara be ny tsy fiovaovan'ny loko CaCl2 sy ny fifikirany sady nitazona ny fahafahany adsorption miaraka amin'ny fahasamihafan'ny lanja eo amin'ny 0.1 g/g eo ho eo amin'ny mari-pana ambanin'ny 100 °C. Ankoatra izany, ny MgSO4 dia mitazona ny fahafahana mamorona hydrates, izay mampiseho fahasamihafan'ny lanja mihoatra ny 0.04 g/g amin'ny mari-pana ambanin'ny 100 °C. Farany, nojerena ireo kofehy metaly voarakotra. Ny valiny dia mampiseho fa ny conductivity mafana mahomby amin'ny firafitry ny kofehy voarakotra Al2(SO4)3 dia mety ho avo 4.7 heny raha oharina amin'ny habetsahan'ny Al2(SO4)3 madio. Nojerena maso ny firakotra ireo loko nodinihina, ary nojerena tamin'ny alalan'ny sary mikroskopika amin'ny fizarana ny rafitra anatiny. Nahazoana firakotra Al2(SO4)3 manana hatevina eo amin'ny 50 µm eo ho eo, saingy tsy maintsy hatsaraina ny dingana ankapobeny mba hahazoana fizarana mitovy kokoa.
Nahazo vahana be ny rafitra adsorption tato anatin'ny am-polony taona vitsivitsy satria manome safidy tsara kokoa ho an'ny tontolo iainana raha oharina amin'ny paompy hafanana mahazatra na rafitra fampangatsiahana. Miaraka amin'ny fiakaran'ny fenitra fampiononana sy ny mari-pana antonony manerantany, ny rafitra adsorption dia mety hampihena ny fiankinan-doha amin'ny solika fôsily amin'ny ho avy tsy ho ela. Ho fanampin'izany, ny fanatsarana rehetra amin'ny fampangatsiahana na paompy hafanana adsorption dia azo afindra amin'ny fitahirizana angovo mafana, izay maneho fitomboana fanampiny amin'ny fahafahana mampiasa angovo voalohany amin'ny fomba mahomby. Ny tombony lehibe amin'ny paompy hafanana adsorption sy ny rafitra fampangatsiahana dia ny fahafahany miasa amin'ny hafanana ambany. Izany dia mahatonga azy ireo ho mety amin'ny loharano hafanana ambany toy ny angovo avy amin'ny masoandro na hafanana fako. Raha ny momba ny fampiharana fitahirizana angovo, ny adsorption dia manana tombony amin'ny hakitroky ny angovo ambony kokoa sy ny fiparitahan'ny angovo kely kokoa raha oharina amin'ny fitahirizana hafanana azo tsapain-tanana na miafina.
Mitovy amin'ny tsingerin'ny thermodynamics amin'ny an'ny etona famoretana azy ny tsingerin'ny paompy hafanana adsorption sy ny rafitra fampangatsiahana. Ny fahasamihafana lehibe dia ny fanoloana ny singa compressor amin'ny adsorbers. Afaka mitroka etona refrigerant ambany tsindry amin'ny mari-pana antonony ity singa ity, ka mamoaka refrigerant bebe kokoa na dia mangatsiaka aza ny rano. Ilaina ny miantoka ny fampangatsiahana tsy tapaka ny adsorber mba hisorohana ny enthalpy of adsorption (exotherm). Averina amin'ny mari-pana avo ny adsorber, ka mahatonga ny etona refrigerant ho levona. Tsy maintsy mitohy ny fanafanana mba hanomezana ny enthalpy of desorption (endothermic). Satria ny fizotran'ny adsorption dia miavaka amin'ny fiovan'ny mari-pana, ny hakitroky ny herinaratra avo dia mitaky conductivity mafana avo lenta. Na izany aza, ny conductivity mafana ambany no fatiantoka lehibe indrindra amin'ny ankamaroan'ny fampiharana.
Ny olana lehibe amin'ny conductivity dia ny fampitomboana ny sandany antonony sady mitazona ny lalan'ny fitaterana izay manome ny fikorianan'ny etona adsorption/desorption. Fomba roa no ampiasaina matetika mba hahatratrarana izany: ny fifanakalozana hafanana mitambatra sy ny fifanakalozana hafanana voarakotra. Ny fitaovana mitambatra malaza sy mahomby indrindra dia ireo izay mampiasa additives mifototra amin'ny karbônina, dia ny grafita mivelatra, karbônina mavitrika, na fibre karbônina. Oliveira et al. 2 dia nanosotra vovoka grafita mivelatra tamin'ny kalsioma klôrida mba hamokarana adsorber miaraka amin'ny fahafaha-mampangatsiatsiaka manokana (SCP) hatramin'ny 306 W/kg ary coefficient of performance (COP) hatramin'ny 0.46. Zajaczkowski et al. 3 dia nanolotra fitambarana grafita mivelatra, fibre karbônina ary kalsioma klôrida miaraka amin'ny conductivity total 15 W/mK. Jian et al4 dia nanandrana composites miaraka amin'ny asidra solifara izay notsaboina grafita voajanahary mivelatra (ENG-TSA) ho substrate amin'ny tsingerin'ny fampangatsiahana adsorption roa dingana. Naminavina ny COP avy amin'ny 0.215 ka hatramin'ny 0.285 ary ny SCP avy amin'ny 161.4 ka hatramin'ny 260.74 W/kg ny modely.
Ny vahaolana azo ampiharina indrindra hatreto dia ny "coated heat exchanger". Azo zaraina ho sokajy roa ny fomba fanosorana ireo "heat exchanger" ireo: ny "direct synthesis" sy ny "adhesives". Ny fomba mahomby indrindra dia ny "direct synthesis", izay ahitana ny fiforonan'ny akora "adsorbing" mivantana eo amin'ny velaran'ny "heat exchanger" avy amin'ireo "réagents" mety. Sotech5 dia nanamboatra fomba iray hanaovana "synthesizer" zeolite voarakotra ho ampiasaina amin'ny andiana "congélateurs" novokarin'ny Fahrenheit GmbH. Schnabel et al.6 dia nizaha ny fahombiazan'ny zeolite roa voarakotra amin'ny vy tsy misy harafesina. Na izany aza, ity fomba ity dia miasa amin'ny "adsorbents" manokana ihany, izay mahatonga ny fanosorana amin'ny "adhesives" ho safidy mahaliana. Ny "binders" dia akora tsy mihetsika nofidina hanohanana ny "sorbent adhesion" sy/na ny famindrana faobe, saingy tsy mitana anjara toerana amin'ny fanamafisana ny "adsorption" na ny "conductivity". Freni et al. 7 "coated aluminium heat exchangers" miaraka amin'ny zeolite AQSOA-Z02 "stabilized" miaraka amin'ny "binder" vita amin'ny tanimanga. Calabrese et al.8 dia nandalina ny fanomanana ny fanosorana zeolite miaraka amin'ny "binder" polymeric. Nanolotra fomba iray hanomanana coatings zeolite porous avy amin'ny fangaro magnetika amin'ny alikaola polyvinyl i Ammann et al.9. Ampiasaina ho toy ny binder 10 ao amin'ny adsorber ihany koa ny alumina (alumina). Araka ny fantatsika, ny cellulose sy ny hydroxyethyl cellulose dia ampiasaina miaraka amin'ny adsorbent ara-batana ihany11,12. Indraindray ny lakaoly dia tsy ampiasaina amin'ny loko, fa ampiasaina hananganana ny rafitra 13 irery. Ny fampifangaroana ny matrices polymer alginate miaraka amin'ny hydrates sira maromaro dia mamorona rafitra bead composite mora miolaka izay misoroka ny fivoahan'ny rano mandritra ny fanamainana ary manome famindrana faobe ampy. Ny tanimanga toy ny bentonite sy attapulgite dia nampiasaina ho binder amin'ny fanomanana composites15,16,17. Ny ethylcellulose dia nampiasaina mba hampidirana ny calcium chloride18 na sodium sulfide19.
Azo zaraina ho fifanakalozana hafanana fanampiny sy fifanakalozana hafanana voarakotra ny akora vita amin'ny metaly. Ny tombony azo amin'ireo rafitra ireo dia ny velaran-tany manokana avo lenta. Izany dia miteraka fifandraisana lehibe kokoa eo amin'ny adsorbent sy ny metaly tsy misy fanampiana zavatra tsy mihetsika, izay mampihena ny fahombiazan'ny tsingerin'ny fampangatsiahana amin'ny ankapobeny. Lang et al. 20 dia nanatsara ny conductivity ankapoben'ny adsorber zeolite miaraka amin'ny rafitra tantely aliminioma. Gillerminot et al. 21 dia nanatsara ny conductivity mafana amin'ny sosona zeolite NaX miaraka amin'ny foam varahina sy nikela. Na dia ampiasaina ho fitaovana fiovan'ny dingana (PCM) aza ny akora vita amin'ny akora, dia mahaliana ihany koa ny zavatra hitan'i Li et al. 22 sy Zhao et al. 23 amin'ny chemisorption. Nampitaha ny fahombiazan'ny grafita mivelatra sy ny foam metaly izy ireo ary nanatsoaka hevitra fa ity farany ity dia tsara kokoa raha tsy olana ny harafesina. Palomba et al. vao haingana no nampitaha rafitra metaly porous hafa24. Van der Pal et al. dia nandalina sira metaly tafiditra ao anaty foam 25. Ny ohatra rehetra teo aloha dia mifanaraka amin'ny sosona matevina amin'ny adsorbent particulate. Saika tsy ampiasaina handrakofana ireo "adsorbers" ny rafitra metaly misy lavaka, izay vahaolana tsara kokoa. Hita ao amin'ny Wittstadt et al. 26 ny ohatra iray amin'ny fifamatorana amin'ny zeolites, saingy tsy mbola nisy ezaka natao hampifamatotra ny hydrates sira na dia avo kokoa aza ny hakitroky ny angovony 27.
Noho izany, fomba telo hanomanana ireo sosona adsorbent no hodinihina ato amin'ity lahatsoratra ity: (1) sosona binder, (2) fihetsika mivantana, ary (3) fitsaboana ety ambonin'ny tany. Ny Hydroxyethylcellulose no binder nofidina tamin'ity asa ity noho ny fahamarinan-toerana voalaza teo aloha sy ny fifikirana tsara amin'ny sosona miaraka amin'ny adsorbent ara-batana. Nodinihina voalohany ho an'ny sosona fisaka ity fomba ity ary taty aoriana dia nampiharina tamin'ny rafitra fibre metaly. Teo aloha, dia nisy tatitra momba ny fanadihadiana mialoha momba ny mety hisian'ny fihetsika simika miaraka amin'ny fiforonan'ny sosona adsorbent. Ny traikefa teo aloha dia afindra amin'ny sosona amin'ny rafitra fibre metaly. Ny fitsaboana ety ambonin'ny tany nofidina ho an'ity asa ity dia fomba mifototra amin'ny anodizing aluminium. Ny anodizing aluminium dia natambatra tamim-pahombiazana tamin'ny sira metaly ho an'ny tanjona hatsarana29. Amin'ireny tranga ireny, dia azo atao ny mahazo sosona tena marin-toerana sy mahatohitra harafesina. Na izany aza, tsy afaka manao dingana adsorption na desorption izy ireo. Ity lahatsoratra ity dia manolotra karazana fomba fiasa hafa izay ahafahana mamindra ny faobe amin'ny fampiasana ny toetran'ny adhesive amin'ny dingana tany am-boalohany. Araka ny tsara indrindra fantatsika, tsy mbola nisy fomba voalaza eto nianarana teo aloha. Teknolojia vaovao tena mahaliana izy ireo satria ahafahana miforona sosona adsorbent hydrated, izay manana tombony maro raha oharina amin'ireo adsorbent ara-batana matetika ianarana.
Ny takelaka aliminioma voatomboka ampiasaina ho fototra ho an'ireo andrana ireo dia avy amin'ny ALINVEST Břidličná, Repoblika Tseky. Mirakitra aliminioma 98.11%, vy 1.3622%, manganese 0.3618% ary varahina, manezioma, silisiôma, titane, zinc, chromium ary nikela izy ireo.
Ny fitaovana nofidiana amin'ny fanamboarana akora mitambatra dia nofantenana mifanaraka amin'ny toetrany termodinamika, izany hoe, miankina amin'ny habetsahan'ny rano azony ampidirina/esorina amin'ny mari-pana latsaky ny 120°C.
Ny solifara magnesium (MgSO4) dia iray amin'ireo sira hydrated mahaliana sy nodinihina indrindra30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41. Norefesina ara-dalàna ireo toetra thermodynamic ary hita fa mety amin'ny fampiharana amin'ny sehatry ny fampangatsiahana adsorption, paompy hafanana ary fitahirizana angovo. Solfata magnesium maina CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Alemaina) no nampiasaina.
Sira iray hafa efa nodinihina tsara ny kalsioma klôro (CaCl2) (H319) satria manana toetra termodinamika mahaliana ny hidratany41,42,43,44. Kalsioma klôro hexahydrate CAS-No. 7774-34-7 97% no nampiasaina (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, Alemaina).
Ny solifara zinc (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) sy ireo hidrata ao aminy dia manana toetra termodinamika mety amin'ny fizotran'ny adsorption amin'ny mari-pana ambany45,46. Ny solifara zinc heptahydrate CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Alemaina) no nampiasaina.
Manana toetra thermodynamic mahaliana ihany koa ny strontium chloride (SrCl2) (H318)4,45,47 na dia matetika aza izy io no ampiarahina amin'ny amoniaka amin'ny paompy hafanana adsorption na fikarohana momba ny fitahirizana angovo. Ny strontium chloride hexahydrate CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri, Etazonia) no nampiasaina tamin'ny synthesis.
Ny solifara varahina (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) dia tsy anisan'ireo hidrata hita matetika amin'ny literatiora matihanina, na dia mahaliana aza ny toetrany termodinamika amin'ny fampiharana amin'ny mari-pana ambany48,49. Ny solifara varahina CAS-Nr.7758-99-8 99% (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, Etazonia) no nampiasaina tamin'ny synthesis.
Ny magnesium chloride (MgCl2) dia iray amin'ireo sira hydrated izay vao haingana no nahazo ny sain'ny maro kokoa eo amin'ny sehatry ny fitahirizana angovo mafana50,51. Ny magnesium chloride hexahydrate CAS-Nr.7791-18-6 kilasy fanafody madio (Applichem GmbH., Darmstadt, Alemaina) no nampiasaina tamin'ny andrana.
Araka ny voalaza etsy ambony, ny hydroxyethyl cellulose no nofidiana noho ny vokatra tsara azo tamin'ny fampiharana mitovy amin'izany. Ny akora ampiasaina amin'ny fanamboarana azy dia ny hydroxyethyl cellulose CAS-Nr 9004-62-0 (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, Etazonia).
Ny kofehy metaly dia vita amin'ny tariby fohy mifamatotra amin'ny alàlan'ny famoretana sy ny sintering, dingana fantatra amin'ny anarana hoe crucible melt extraction (CME)52. Midika izany fa ny conductivity mafana dia tsy miankina amin'ny conductivity betsaka amin'ny metaly ampiasaina amin'ny fanamboarana sy ny porosity amin'ny rafitra farany ihany, fa miankina amin'ny kalitaon'ny fifamatorana eo amin'ny kofehy ihany koa. Tsy isotropic ny kofehy ary mirona ho zaraina amin'ny lalana iray mandritra ny famokarana, izay mahatonga ny conductivity mafana amin'ny lalana transverse ho ambany kokoa.
Nodinihina tamin'ny alalan'ny fanadihadiana thermogravimetrika miaraka (TGA)/fanadihadiana thermogravimetrika differential (DTG) tao anaty fonosana banga (Netzsch TG 209 F1 Libra) ny toetran'ny fidiran'ny rano. Natao tao anaty atmosfera azota mikoriana amin'ny tahan'ny fikorianan'ny 10 ml/min sy mari-pana eo anelanelan'ny 25 sy 150°C tao anaty lasitra aluminium oksida ny fandrefesana. 1°C/min ny tahan'ny fanafanana, miovaova eo anelanelan'ny 10 sy 20 mg ny lanjan'ny santionany, ary 0.1 μg ny famaha. Amin'ity asa ity, tokony homarihina fa misy tsy fahazoana antoka lehibe ny fahasamihafan'ny lanja isaky ny velaran-tany. Kely dia kely ny santionany ampiasaina amin'ny TGA-DTG ary tsy ara-dalàna ny fanapahana azy, izay mahatonga ny famaritana ny velarany ho tsy marina. Ireo sanda ireo dia azo ampiasaina amin'ny velaran-tany lehibe kokoa raha raisina an-tsaina ny fivilian-dalana lehibe.
Ny spectra ATR-FTIR (Attenuated total reflection Fourier transform infrared) dia azo tamin'ny alalan'ny spectrometer Bruker Vertex 80 v FTIR (Bruker Optik GmbH, Leipzig, Alemaina) tamin'ny alalan'ny fitaovana ATR platinum (Bruker Optik GmbH, Alemaina). Ny spectra amin'ny kristaly diamondra maina madio dia norefesina mivantana tamin'ny banga talohan'ny nampiasana ireo santionany ho toy ny fototra amin'ny fandrefesana andrana. Ny santionany dia norefesina tamin'ny banga tamin'ny alalan'ny famaha spectral 2 cm-1 sy salan'isa scan 32. Ny isan'ny onja dia eo anelanelan'ny 8000 sy 500 cm-1. Ny fanadihadiana spectral dia natao tamin'ny alalan'ny programa OPUS.
Natao tamin'ny alalan'ny DSM 982 Gemini avy amin'ny Zeiss tamin'ny voltazy mihafaingana 2 sy 5 kV ny fanadihadiana SEM. Natao tamin'ny alalan'ny Thermo Fischer System 7 miaraka amin'ny Peltier cooled silicon drift detector (SSD) ny spectroscopy X-ray miparitaka angovo (EDX).
Ny fanomanana ny takelaka metaly dia natao araka ny fomba fiasa mitovy amin'ny voalaza ao amin'ny 53. Voalohany, atsobohy ao anaty asidra solifara 50% ny takelaka. 15 minitra. Avy eo dia ampidirina ao anaty vahaolana sodium hydroxide 1 M mandritra ny 10 segondra eo ho eo. Avy eo dia nosasana tamin'ny rano madio be dia be ny santionany, ary avy eo dia nalona tao anaty rano madio nandritra ny 30 minitra. Rehefa avy nokarakaraina mialoha ny ety ambonin'ny tany, dia natsobona tao anaty vahaolana HEC 3% mahavoky ny santionany. Farany, esory izy ireo ary maina amin'ny 60°C.
Manatsara sy manamafy orina ny sosona oksida voajanahary eo amin'ny metaly tsy mihetsika ny fomba anodizing. Nohamainina tamin'ny asidra solifara ny takelaka aliminioma ary nofonosina rano mafana. Ny anodizing dia nanaraka ny fanosihosena voalohany tamin'ny 1 mol/l NaOH (600 s) narahin'ny neutralization tao anaty 1 mol/l HNO3 (60 s). Ny vahaolana elektrolita dia fifangaroan'ny 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2(SO4)3, ary 1 M MgSO4 + 7H2O. Natao tamin'ny (40 ± 1)°C, 30 mA/cm2 nandritra ny 1200 segondra ny anodizing. Natao tao anaty vahaolana brine isan-karazany ny dingana famehezana araka ny voalaza ao amin'ny fitaovana (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2). Andrahoina ao anatiny mandritra ny 1800 segondra ny santionany.
Fomba telo samihafa amin'ny famokarana akora mifangaro no nodinihina: ny fametahana lakaoly, ny fihetsika mivantana, ary ny fitsaboana ny velarana. Nohadihadiana sy noresahina ara-dalàna ny tombony sy ny fatiantoka amin'ny fomba fampiofanana tsirairay. Nampiasaina handinihana ny vokatra ny fandinihana mivantana, ny fanaovana sary nano, ary ny fanadihadiana simika/singa.
Ny anodizing no nofidina ho fomba fitsaboana ny ety ambonin'ny tany mba hampitomboana ny fifikiran'ny hydrates sira. Ity fitsaboana ny ety ambonin'ny tany ity dia mamorona rafitra porous an'ny alumina (alumina) mivantana eo amin'ny ety ambonin'ny aliminioma. Nentim-paharazana, ity fomba ity dia misy dingana roa: ny dingana voalohany dia mamorona rafitra porous an'ny oksida aliminioma, ary ny dingana faharoa dia mamorona sosona hidrôksida aliminioma izay manidy ny mason-koditra. Ireto manaraka ireto ny fomba roa hanakanana ny sira tsy hanakanana ny fidirana amin'ny dingana entona. Ny voalohany dia misy rafitra tantely mampiasa fantsona oksida aliminioma kely (Al2O3) azo tamin'ny dingana voalohany mba hihazonana ireo kristaly adsorbent sy hampitomboana ny fifikirany amin'ny ety ambonin'ny metaly. Ny tantely vokarina dia manana savaivony eo amin'ny 50 nm eo ho eo ary halavany 200 nm (Sary 1a). Araka ny voalaza tetsy aloha, ireo lavaka ireo dia matetika mihidy amin'ny dingana faharoa amin'ny sosona manify Al2O(OH)2 boehmite tohanan'ny dingana fandrahoana fantsona alumina. Amin'ny fomba faharoa, ity dingana famehezana ity dia ovaina amin'ny fomba izay ahafahan'ny kristaly sira voasambotra ao anaty sosona boehmite (Al2O(OH)) manarona mitovy, izay tsy ampiasaina amin'ny famehezana amin'ity tranga ity. Ny dingana faharoa dia tanterahina ao anaty vahaolana mahavoky ny sira mifanaraka amin'izany. Ireo lamina voalaza dia manana habe eo anelanelan'ny 50–100 nm ary toa rano mitete (Sary 1b). Ny velarana azo avy amin'ny dingan'ny famehezana dia manana rafitra ara-habakabaka miavaka miaraka amin'ny velaran-tany fifandraisana mitombo. Io lamina io, miaraka amin'ny firafitry ny fifamatorany maro, dia mety tsara amin'ny fitondrana sy fitazonana kristaly sira. Ireo rafitra voalaza ireo dia toa tena misy lavaka ary manana lavaka kely izay toa mety tsara amin'ny fitazonana hydrates sira sy ny fidiran'ny etona amin'ny sira mandritra ny fiasan'ny adsorber. Na izany aza, ny fanadihadiana singa amin'ireo velarana ireo amin'ny fampiasana EDX dia afaka mamantatra ny habetsahan'ny magnesium sy solifara kely eo amin'ny velaran'ny boehmite, izay tsy hita amin'ny velaran'ny alumina.
Ny ATR-FTIR an'ilay santionany dia nanamafy fa magnesium sulfate ilay singa (jereo ny Sary 2b). Ny spectrum dia mampiseho tendron'ny ion sulfate mampiavaka azy amin'ny 610–680 sy 1080–1130 cm–1 ary tendron'ny rano misy harato mampiavaka azy amin'ny 1600–1700 cm–1 sy 3200–3800 cm–1 (jereo ny Sary 2a, c). Saika tsy manova ny spectrum ny fisian'ny ion magnesium54.
(a) EDX an'ny takelaka aliminioma MgSO4 voarakotra boehmite, (b) Spektra ATR-FTIR an'ny sosona boehmite sy MgSO4, (c) Spektra ATR-FTIR an'ny MgSO4 madio.
Nohamafisin'ny TGA ny fitazonana ny fahombiazan'ny adsorption. Ao amin'ny sary 3b dia mampiseho ny tampon'ny desorption eo amin'ny 60°C eo ho eo. Tsy mifanaraka amin'ny mari-pana amin'ireo tampon'ny sira madio ao amin'ny TGA io tampon'ny desorption io (Sary 3a). Nojerena ny fahafahan'ny tsingerin'ny adsorption-desorption miverimberina, ary hita ihany koa io fiolahana io rehefa avy nametraka ireo santionany tao anaty atmosfera mando (Sary 3c). Ny fahasamihafana hita tamin'ny dingana faharoa amin'ny desorption dia mety ho vokatry ny tsy fahampian-drano ao anaty atmosfera mikoriana, satria matetika izany no mitarika ho amin'ny tsy fahampian-drano tanteraka. Ireo sanda ireo dia mifanaraka amin'ny 17.9 g/m2 eo ho eo amin'ny fanesorana rano voalohany ary 10.3 g/m2 amin'ny fanesorana rano faharoa.
Fampitahana ny fanadihadiana TGA momba ny boehmite sy MgSO4: Fanadihadiana TGA momba ny MgSO4 madio (a), ny fangaro (b) ary aorian'ny famerenana amin'ny laoniny ny rano (c).
Natao tamin'ny kalsioma klôro ho toy ny adsorbent io fomba io ihany. Aseho amin'ny Sary 4 ny valiny. Ny fizahana maso ny velarana dia naneho fiovana kely teo amin'ny famirapiratry ny metaly. Zara raha hita ny volony. Nanamafy ny fisian'ny kristaly kely miparitaka mitovy amin'ny velarana ny SEM. Na izany aza, ny TGA dia tsy naneho fahaverezan-drano ambanin'ny 150°C. Mety ho noho ny tsy fahampian'ny sira raha oharina amin'ny lanjan'ny substrate manontolo ka tsy azo tsikaritra amin'ny TGA izany.
Aseho amin'ny sary 5 ny vokatry ny fitsaboana ny ambonin'ny sosona varahina sulfate amin'ny alalan'ny fomba anodizing. Amin'ity tranga ity, ny fampidirana ny CuSO4 antenaina ao amin'ny rafitra Al oxide dia tsy nitranga. Fa kosa, fanjaitra mivaha no hita satria matetika ampiasaina amin'ny varahina hydroxide Cu(OH)2 ampiasaina miaraka amin'ny loko turquoise mahazatra.
Notsapaina niaraka tamin'ny klôro strontium ihany koa ny fitsaboana ny velarana nohavaozina. Nasehon'ny valiny fa tsy mitovy ny fandrakofana (jereo ny Sary 6a). Mba hamaritana raha nandrakotra ny velarana manontolo ny sira, dia natao ny fanadihadiana EDX. Ny fiolahana ho an'ny teboka iray ao amin'ny faritra volondavenona (teboka 1 ao amin'ny Sary 6b) dia mampiseho strontium kely sy aliminioma be dia be. Izany dia manondro fa ambany ny votoatin'ny strontium ao amin'ny faritra voarefy, izay, kosa, dia manondro fa ambany ny fandrakofana ny klôro strontium. Mifanohitra amin'izany, ny faritra fotsy dia manana votoatin'ny strontium betsaka ary ambany ny votoatin'ny aliminioma (teboka 2–6 ao amin'ny Sary 6b). Ny fanadihadiana EDX an'ny faritra fotsy dia mampiseho teboka maizina kokoa (teboka 2 sy 4 ao amin'ny Sary 6b), ambany klôro ary be solifara. Mety manondro ny fiforonan'ny strontium sulfate izany. Ny teboka mamiratra kokoa dia maneho votoatin'ny klôro avo lenta sy votoatin'ny solifara ambany (teboka 3, 5, ary 6 ao amin'ny Sary 6b). Izany dia azo hazavaina amin'ny hoe ny ampahany lehibe amin'ny sosona fotsy dia ahitana ny klôro strontium andrasana. Ny TGA an'ny santionany dia nanamafy ny fandikana ny fanadihadiana tamin'ny alàlan'ny tampon'isa amin'ny mari-pana mampiavaka ny klôro strontium madio (Sary 6c). Ny sandany kely dia azo hamarinina amin'ny ampahany kely amin'ny sira raha ampitahaina amin'ny lanjan'ny fanohanana metaly. Ny lanjan'ny desorption voafaritra tamin'ny fanandramana dia mifanandrify amin'ny habetsaky ny 7.3 g/m2 avoaka isaky ny velaran'ny adsorber amin'ny mari-pana 150°C.
Notsapaina ihany koa ireo sosona zinc sulfate notsaboina tamin'ny Eloxal. Amin'ny makroskopika, ny sosona dia sosona manify sy mitovy tsara (Sary 7a). Na izany aza, ny SEM dia naneho velaran-tany rakotra kristaly kely misaraka amin'ny faritra foana (Sary 7b). Ny TGA an'ny sosona sy ny substrate dia nampitahaina tamin'ny an'ny sira madio (Sary 7c). Ny sira madio dia manana tendrony tsy mitovy amin'ny 59.1°C. Ny aluminium voarakotra dia naneho tendrony kely roa tamin'ny 55.5°C sy 61.3°C, izay manondro ny fisian'ny zinc sulfate hydrate. Ny fahasamihafan'ny lanja hita tamin'ny andrana dia mifanandrify amin'ny 10.9 g/m2 amin'ny mari-pana tsy fahampian-drano 150°C.
Toy ny tamin'ny fampiharana teo aloha53, ny hydroxyethyl cellulose dia nampiasaina ho toy ny zavatra mampiray mba hanatsarana ny fifikirana sy ny fahamarinan'ny sosona sorbent. Ny fifanarahana amin'ny fitaovana sy ny fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny adsorption dia nodinihina tamin'ny alàlan'ny TGA. Ny fanadihadiana dia atao mifandraika amin'ny lanja manontolo, izany hoe ny santionany dia misy takelaka metaly ampiasaina ho toy ny substrate coating. Ny fifikirana dia nosedraina tamin'ny alàlan'ny fitsapana mifototra amin'ny fitsapana cross notch voafaritra ao amin'ny famaritana ISO2409 (tsy mahafeno ny famaritana fisarahana notch miankina amin'ny hateviny sy ny sakany famaritana).
Ny fanosorana ireo takelaka tamin'ny kalsioma klôro (CaCl2) (jereo ny Sary 8a) dia nahatonga ny fizarana tsy mitovy, izay tsy hita tamin'ny fanosorana aliminioma madio nampiasaina tamin'ny fitsapana ny notch transverse. Raha ampitahaina amin'ny valin'ny CaCl2 madio, ny TGA (Sary 8b) dia mampiseho tendrony roa miavaka nifindra nankany amin'ny mari-pana ambany kokoa 40 sy 20°C. Ny fitsapana ny fizarana dia tsy mamela ny fampitahana tsy miangatra satria ny santionany CaCl2 madio (santionany eo ankavanana amin'ny Sary 8c) dia vovoka mivaingana, izay manala ny poti-javatra ambony indrindra. Ny valin'ny HEC dia naneho fanosorana manify sy mitovy tsara miaraka amin'ny firaiketana mahafa-po. Ny fahasamihafan'ny lanja aseho amin'ny sary 8b dia mifanandrify amin'ny 51.3 g/m2 isaky ny velaran'ny adsorber amin'ny mari-pana 150°C.
Nahazo vokatra tsara ihany koa ny fampiasana magnesium sulfate (MgSO4) raha ny amin'ny fifikirana sy ny fitoviana (jereo ny Sary 9). Ny famakafakana ny dingan'ny desorption ny coating dia naneho ny fisian'ny tampon'isa iray eo amin'ny 60°C eo ho eo. Io mari-pana io dia mifanandrify amin'ny dingana desorption lehibe hita amin'ny dehydration ny sira madio, izay maneho dingana iray hafa amin'ny 44°C. Mifanitsy amin'ny fifindrana avy amin'ny hexahydrate mankany amin'ny pentahydrate izany ary tsy hita amin'ny coatings misy binders. Ny fitsapana cross section dia mampiseho fizarazarana sy fifikirana tsara kokoa raha oharina amin'ny coatings vita amin'ny sira madio. Ny fahasamihafan'ny lanja hita ao amin'ny TGA-DTC dia mifanandrify amin'ny 18.4 g/m2 isaky ny velaran'ny adsorber amin'ny mari-pana 150°C.
Noho ny tsy fahatomombanan'ny ety ambonin'ny tany, ny klôro strontium (SrCl2) dia manana sosona tsy mitovy amin'ny vombony (Sary 10a). Na izany aza, ny valin'ny fitsapana ny tsipika miampita dia naneho fizarana mitovy miaraka amin'ny firaiketana tsara kokoa (Sary 10c). Ny fanadihadiana TGA dia naneho fahasamihafana kely dia kely teo amin'ny lanja, izay tsy maintsy vokatry ny votoatin'ny sira ambany kokoa raha oharina amin'ny substrate metaly. Na izany aza, ny dingana eo amin'ny fiolahana dia mampiseho ny fisian'ny dingana dehydration, na dia mifandray amin'ny mari-pana azo aza ny tendrony rehefa mamaritra ny sira madio. Ny tendrony amin'ny 110°C sy 70.2°C hita ao amin'ny Sary 10b dia hita ihany koa rehefa mamakafaka sira madio. Na izany aza, ny dingana dehydration lehibe hita amin'ny sira madio amin'ny 50°C dia tsy hita taratra amin'ny fiolahana mampiasa ny binder. Mifanohitra amin'izany, ny fangaro binder dia naneho tendrony roa amin'ny 20.2°C sy 94.1°C, izay tsy refesina ho an'ny sira madio (Sary 10b). Amin'ny mari-pana 150 °C, ny fahasamihafan'ny lanja hita dia mifanandrify amin'ny 7.2 g/m2 isaky ny velaran'ny adsorber.
Tsy nanome vokatra azo ekena ny fampiarahana ny HEC sy ny zinc sulfate (ZnSO4) (Sary 11). Ny fanadihadiana TGA momba ny metaly voarakotra dia tsy naneho dingana fahaverezan-drano. Na dia nihatsara aza ny fizarana sy ny fifikirana amin'ny coating, dia mbola lavitra ny tsara indrindra ny toetrany.
Ny fomba tsotra indrindra handrakofana ireo kofehy metaly amin'ny sosona manify sy mitovy dia ny fanosorana lena (Sary 12a), izay ahitana ny fanomanana ny sira kendrena sy ny fanosorana ireo kofehy metaly amin'ny vahaolana anaty rano.
Rehefa miomana amin'ny fanosorana amin'ny rano mando, dia misy olana roa lehibe atrehina. Etsy ankilany, ny fihenjanana ambonin'ny ranoka masira dia manakana ny fampidirana tsara ny ranoka ao amin'ny rafitra misy porous. Ny kristaly eo amin'ny velarana ivelany (Sary 12d) sy ny fiboiboikan'ny rivotra voafandrika ao anatin'ny rafitra (Sary 12c) dia azo ahena amin'ny alàlan'ny fampihenana ny fihenjanana ambonin'ny rano sy ny fandevenana mialoha ny santionany amin'ny rano voadio. Ny fandravana an-tery ao amin'ny santionany amin'ny alàlan'ny fanesorana ny rivotra ao anatiny na amin'ny alàlan'ny famoronana fikorianan'ny ranoka ao amin'ny rafitra dia fomba mahomby hafa hahazoana antoka fa feno tanteraka ny rafitra.
Ny olana faharoa natrehina nandritra ny fanomanana dia ny fanesorana ny sarimihetsika amin'ny ampahany amin'ny sira (jereo ny Sary 12b). Ity trangan-javatra ity dia miavaka amin'ny fiforonan'ny sosona maina eo amin'ny velaran'ny fandravana, izay mampijanona ny fanamainana voatsindry amin'ny alalan'ny convective ary manomboka ny dingana voatsindry amin'ny diffusion. Ny mekanisma faharoa dia miadana kokoa noho ny voalohany. Vokatr'izany, ilaina ny mari-pana avo mba hahazoana fotoana fanamainana antonony, izay mampitombo ny mety hisian'ny fiforonan'ny bubbles ao anatin'ny santionany. Voavaha ity olana ity amin'ny alàlan'ny fampidirana fomba hafa amin'ny kristaly mifototra amin'ny fiovan'ny fifantohana (evaporation), fa amin'ny fiovan'ny mari-pana (toy ny ohatra amin'ny MgSO4 ao amin'ny Sary 13).
Fanehoana kisarisary ny fizotran'ny kristaly mandritra ny fampangatsiahana sy ny fisarahana ny singa mivaingana sy ranoka amin'ny fampiasana MgSO4.
Azo omanina amin'ny mari-pana ao an-trano (HT) na mihoatra ny vahaolana sira mahavoky amin'ny alalan'ity fomba ity. Amin'ny tranga voalohany, ny kristaly dia noterena tamin'ny alàlan'ny fampihenana ny mari-pana ambanin'ny mari-pana ao an-trano. Amin'ny tranga faharoa, ny kristaly dia nitranga rehefa nangatsiaka tamin'ny mari-pana ao an-trano (RT) ny santionany. Ny vokatra dia fifangaroan'ny kristaly (B) sy levona (A), izay esorin'ny rivotra voatsindry ny ampahany ranoka. Ity fomba fiasa ity dia tsy vitan'ny hoe misoroka ny fiforonan'ny sarimihetsika amin'ireo hydrates ireo, fa mampihena ihany koa ny fotoana ilaina amin'ny fanomanana ny akora hafa. Na izany aza, ny fanesorana ny ranoka amin'ny alàlan'ny rivotra voatsindry dia mitarika ho amin'ny kristaly fanampiny amin'ny sira, ka miteraka sosona matevina kokoa.
Ny fomba iray hafa azo ampiasaina handrakofana ny velaran'ny metaly dia ny famokarana mivantana ny sira kendrena amin'ny alàlan'ny fihetsika simika. Ny fifanakalozana hafanana voarakotra vita amin'ny fihetsiky ny asidra eo amin'ny velaran'ny metaly amin'ny vombony sy ny fantsona dia manana tombony maro, araka ny notaterina tao amin'ny fanadihadianay teo aloha. Ny fampiharana ity fomba ity amin'ny fibre dia nitarika vokatra ratsy dia ratsy noho ny fiforonan'ny entona mandritra ny fihetsika. Ny tsindrin'ny entona hidrôzenina dia miangona ao anatin'ny probe ary miova rehefa avoaka ny vokatra (Sary 14a).
Novaina tamin'ny alalan'ny fihetsika simika ny sosona mba hifehezana tsara kokoa ny hateviny sy ny fizarazarany. Ity fomba ity dia ahitana ny fandefasana zavona asidra amin'ny alalan'ny santionany (Sary 14b). Izany dia antenaina hiteraka sosona mitovy amin'ny alalan'ny fihetsika amin'ny metaly fototra. Nahafa-po ny vokatra, saingy miadana loatra ny dingana ka tsy azo heverina ho fomba mahomby (Sary 14c). Azo tratrarina amin'ny alalan'ny fanafanana eo an-toerana ny fotoana fihetsika fohy kokoa.
Mba handresena ireo lesoka amin'ireo fomba voalaza etsy ambony ireo, dia nodinihina ny fomba fandokoana mifototra amin'ny fampiasana lakaoly. Nofidiana ny HEC mifototra amin'ny valiny naseho tao amin'ny fizarana teo aloha. Ny santionany rehetra dia nomanina tamin'ny 3% wt. Ny zavatra mampiray dia afangaro amin'ny sira. Ny kofehy dia nokarakaraina mialoha araka ny fomba fiasa mitovy amin'ny ho an'ny taolan-tehezana, izany hoe nalona tao anaty asidra solifara 50% vol. tao anatin'ny 15 minitra, avy eo nalona tao anaty hydroxide sodium nandritra ny 20 segondra, nosasana tao anaty rano madio ary farany nalona tao anaty rano madio nandritra ny 30 minitra. Amin'ity tranga ity, dia nampiana dingana fanampiny talohan'ny fanosorana. Atsobohy vetivety ao anaty vahaolana sira kendrena ny santionany ary maina amin'ny 60°C eo ho eo. Ny dingana dia natao hanovana ny velaran'ny metaly, mamorona toerana nokleary izay manatsara ny fizarana ny fandokoana amin'ny dingana farany. Ny rafitra fibrous dia manana lafiny iray izay manify kokoa sy mifamatotra mafy ny kofehy, ary ny lafiny mifanohitra kosa dia matevina kokoa sy tsy dia mizara loatra ny kofehy. Izany no vokatry ny dingana famokarana 52.
Ny vokatra azo avy amin'ny kalsioma klôro (CaCl2) dia fintinina sy aseho amin'ny sary ao amin'ny Tabilao 1. Fandrakofana tsara aorian'ny fampidirana. Na dia ireo kofehy tsy misy kristaly hita maso aza dia nihena ny taratra metaly, izay manondro fiovana eo amin'ny famaranana. Na izany aza, rehefa avy nototoina tamin'ny fangaro CaCl2 sy HEC ny santionany ary nohamainina tamin'ny mari-pana eo amin'ny 60°C eo ho eo, dia nifantoka tamin'ny fihaonan'ny rafitra ny coatings. Vokatra vokatry ny fihenjanana ambonin'ny vahaolana izany. Rehefa avy nalona, ​​dia mijanona ao anatin'ny santionany ny ranoka noho ny fihenjanana amboniny. Amin'ny ankapobeny dia mitranga eo amin'ny fihaonan'ny rafitra izany. Ny ilany tsara indrindra amin'ny santionany dia misy lavaka maromaro feno sira. Nitombo 0.06 g/cm3 ny lanjany taorian'ny coating.
Ny fanosorana amin'ny magnesium sulfate (MgSO4) dia nahazo sira bebe kokoa isaky ny volume (Tabilao 2). Amin'ity tranga ity, ny fitomboana voarefy dia 0.09 g/cm3. Ny dingana famafazana dia niafara tamin'ny fandrakofana santionany midadasika. Aorian'ny dingana fanosorana, ny sira dia manakana faritra midadasika amin'ny lafiny manify amin'ny santionany. Ankoatra izany, misy faritra sasany amin'ny matte voasakana, saingy misy porosity voatazona. Amin'ity tranga ity, ny fiforonan'ny sira dia mora hita eo amin'ny fihaonan'ny rafitra, izay manamafy fa ny dingana fanosorana dia vokatry ny fihenjanana ambonin'ny ranoka, fa tsy ny fifandraisana misy eo amin'ny sira sy ny substrate metaly.
Ny vokatra azo tamin'ny fampifangaroana ny klôro strontium (SrCl2) sy HEC dia naneho toetra mitovy amin'ireo ohatra teo aloha (Tabilao 3). Amin'ity tranga ity, ny lafiny manify amin'ny santionany dia saika rakotra tanteraka. Ny mason-koditra tsirairay ihany no hita, izay niforona nandritra ny fanamainana vokatry ny fivoahan'ny etona avy amin'ny santionany. Ny lamina hita amin'ny lafiny matte dia tena mitovy amin'ny tranga teo aloha, voasaron'ny sira ny faritra ary tsy rakotra tanteraka ny kofehy.
Mba hanombanana ny fiantraikan'ny rafitra fibrous amin'ny fahombiazan'ny hafanana amin'ny fifanakalozana hafanana, dia voafaritra ny conductivity mafana mahomby amin'ny rafitra fibrous voarakotra ary nampitahaina tamin'ny fitaovana coating madio. Ny conductivity mafana dia norefesina araka ny ASTM D 5470-2017 tamin'ny fampiasana fitaovana takelaka fisaka aseho amin'ny Sary 15a amin'ny fampiasana fitaovana referansa miaraka amin'ny conductivity mafana fantatra. Raha ampitahaina amin'ny fomba fandrefesana mihelina hafa, ity fitsipika ity dia mahasoa ho an'ny fitaovana porous ampiasaina amin'ny fandalinana ankehitriny, satria ny fandrefesana dia atao amin'ny toetry ny tsy miovaova ary miaraka amin'ny haben'ny santionany ampy (velarana fototra 30 × 30 mm2, haavo eo amin'ny 15 mm). Ny santionany amin'ny fitaovana coating madio (referansa) sy ny rafitra fibre voarakotra dia nomanina ho an'ny fandrefesana amin'ny lalana mankany amin'ny fibre sy mifanitsy amin'ny lalana mankany amin'ny fibre mba hanombanana ny fiantraikan'ny conductivity mafana anisotropic. Ny santionany dia nototoina teo amin'ny velarana (grit P320) mba hampihenana ny vokatry ny haratsian'ny velarana noho ny fanomanana ny santionany, izay tsy maneho ny rafitra ao anatin'ny santionany.