O ṣeun fun lilo si Nature.com.Ẹya ẹrọ aṣawakiri ti o nlo ni atilẹyin CSS lopin.Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi mu Ipo Ibamu ṣiṣẹ ni Internet Explorer).Lakoko, lati rii daju pe atilẹyin tẹsiwaju, a yoo ṣe aaye naa laisi awọn aza ati JavaScript.
Ipin ọja ti awọn eto itutu agbaiye ati awọn ifasoke ooru tun jẹ kekere ni akawe si awọn eto konpireso ibile.Pelu anfani nla ti lilo ooru olowo poku (dipo iṣẹ itanna gbowolori), imuse awọn eto ti o da lori awọn ipilẹ adsorption tun jẹ opin si awọn ohun elo kan pato diẹ.Aila-nfani akọkọ ti o nilo lati yọkuro ni idinku ninu agbara kan pato nitori iṣiṣẹ igbona kekere ati iduroṣinṣin kekere ti adsorbent.Ipo lọwọlọwọ ti aworan awọn ọna ṣiṣe adsorption iṣowo ti iṣowo da lori awọn adsorbers ti o da lori awọn paarọ ooru awo ti a bo lati mu agbara itutu dara dara.Awọn abajade jẹ mimọ daradara pe idinku sisanra ti ibora naa yori si idinku ninu ikọlu gbigbe pupọ, ati jijẹ agbegbe dada si ipin iwọn didun ti awọn ẹya adaṣe mu agbara pọ si laisi ibajẹ ṣiṣe.Awọn okun irin ti a lo ninu iṣẹ yii le pese aaye agbegbe kan pato ni ibiti 2500-50,000 m2 / m3.Awọn ọna mẹta fun gbigba tinrin pupọ ṣugbọn awọn ideri iduroṣinṣin ti awọn hydrates iyọ lori awọn ipele irin, pẹlu awọn okun irin, fun iṣelọpọ ti awọn ohun elo ti n ṣe afihan fun igba akọkọ oluyipada ooru iwuwo giga.Itọju oju ti o da lori anodizing aluminiomu ni a yan lati ṣẹda asopọ ti o lagbara laarin ibora ati sobusitireti.Awọn microstructure ti dada Abajade ni a ṣe atupale nipa lilo ohun airi elekitironi ọlọjẹ.Dinku lapapọ otito Fourier yipada infurarẹẹdi spectroscopy ati agbara dispersive X-ray spectroscopy won lo lati ṣayẹwo fun awọn niwaju awọn eya ti o fẹ ninu awọn assay.Agbara wọn lati dagba awọn hydrates ni a timo nipasẹ idapo thermogravimetric onínọmbà (TGA)/itupalẹ thermogravimetric iyatọ (DTG).Didara ti ko dara ju 0.07 g (omi)/g (composite) ni a rii ninu ibora MgSO4, ti o nfihan awọn ami gbigbẹ ni iwọn 60 °C ati atunṣe lẹhin isọdọtun.Awọn abajade to dara ni a tun gba pẹlu SrCl2 ati ZnSO4 pẹlu iyatọ pupọ ti nipa 0.02 g/g ni isalẹ 100 °C.Hydroxyethylcellulose ti yan bi aropo lati mu iduroṣinṣin pọ si ati ifaramọ ti ibora naa.Awọn ohun-ini adsorptive ti awọn ọja ni a ṣe iṣiro nipasẹ TGA-DTG nigbakanna ati ifaramọ wọn jẹ ẹya nipasẹ ọna ti o da lori awọn idanwo ti a ṣalaye ni ISO2409.Aitasera ati ifaramọ ti ideri CaCl2 ti ni ilọsiwaju ni pataki lakoko mimu agbara adsorption rẹ pẹlu iyatọ iwuwo ti iwọn 0.1 g/g ni awọn iwọn otutu ni isalẹ 100 °C.Ni afikun, MgSO4 ṣe idaduro agbara lati ṣe awọn hydrates, ti o nfihan iyatọ ti o pọ ju 0.04 g/g ni awọn iwọn otutu ti o wa ni isalẹ 100 °C.Nikẹhin, awọn okun irin ti a bo ni a ṣe ayẹwo.Awọn abajade fihan pe imunadoko igbona ti o munadoko ti ọna okun ti a bo pẹlu Al2 (SO4) 3 le jẹ awọn akoko 4.7 ti o ga julọ ni akawe si iwọn ti Al2 (SO4) mimọ.A ṣe ayẹwo ibora ti awọn ohun elo ti a ṣe iwadi ni oju, ati pe a ṣe ayẹwo igbekalẹ inu inu nipa lilo aworan airi ti awọn apakan agbelebu.Ibora ti Al2(SO4) 3 pẹlu sisanra ti o to 50 µm ni a gba, ṣugbọn ilana gbogbogbo gbọdọ jẹ iṣapeye lati ṣaṣeyọri pinpin aṣọ ile diẹ sii.
Awọn ọna ṣiṣe adsorption ti ni akiyesi pupọ ni awọn ewadun diẹ sẹhin bi wọn ṣe pese yiyan ore ayika si awọn ifasoke ooru funmorawon ibile tabi awọn eto itutu.Pẹlu awọn iṣedede itunu ti nyara ati awọn iwọn otutu apapọ agbaye, awọn eto adsorption le dinku igbẹkẹle lori awọn epo fosaili ni ọjọ iwaju nitosi.Ni afikun, eyikeyi awọn ilọsiwaju ninu adsorption refrigeration tabi ooru bẹtiroli le wa ni ti o ti gbe si awọn gbona ibi ipamọ agbara, eyi ti o duro ohun afikun ilosoke ninu awọn agbara fun daradara lilo akọkọ agbara.Anfani akọkọ ti awọn ifasoke igbona adsorption ati awọn ọna itutu ni pe wọn le ṣiṣẹ pẹlu ibi-ooru kekere.Eyi jẹ ki wọn dara fun awọn orisun iwọn otutu kekere gẹgẹbi agbara oorun tabi ooru egbin.Ni awọn ofin ti awọn ohun elo ipamọ agbara, adsorption ni anfani ti iwuwo agbara ti o ga julọ ati idinku agbara ti o kere ju ti o ni imọran tabi ipamọ ooru ipamọ.
Awọn ifasoke gbigbona adsorption ati awọn eto itutu tẹle iru iwọn otutu thermodynamic kanna gẹgẹbi awọn ẹlẹgbẹ ifunmọ oru wọn.Iyatọ akọkọ ni rirọpo awọn paati compressor pẹlu awọn adsorbers.Ohun elo naa ni anfani lati ṣe adsorb eruku itutu kekere titẹ ni awọn iwọn otutu iwọntunwọnsi, evaporating diẹ refrigerant paapaa nigbati omi ba tutu.O jẹ dandan lati rii daju itutu agbaiye nigbagbogbo ti adsorber lati le yọkuro enthalpy ti adsorption (exotherm).Awọn adsorber ti wa ni atunbi ni iwọn otutu ti o ga, ti o nfa ki eruku ti o tutu si desorb.Alapapo gbọdọ tesiwaju lati pese awọn enthalpy ti desorption (endothermic).Nitori awọn ilana adsorption jẹ ijuwe nipasẹ awọn iyipada iwọn otutu, iwuwo agbara ti o ga julọ nilo ifọkansi igbona giga.Bibẹẹkọ, adaṣe igbona kekere jẹ aila-nfani akọkọ ni ọpọlọpọ awọn ohun elo.
Iṣoro akọkọ ti adaṣe ni lati mu iwọn apapọ rẹ pọ si lakoko mimu ọna gbigbe ti o pese ṣiṣan ti awọn eefun adsorption / desorption.Awọn ọna meji ni a lo nigbagbogbo lati ṣaṣeyọri eyi: awọn paarọ ooru akojọpọ ati awọn paarọ ooru ti a bo.Awọn ohun elo akojọpọ olokiki julọ ati aṣeyọri jẹ awọn ti o lo awọn afikun orisun erogba, eyun graphite ti o gbooro, erogba ti a mu ṣiṣẹ, tabi awọn okun erogba.Oliveira et al.2 impregnated ti fẹ lulú lẹẹdi pẹlu kiloraidi kalisiomu lati ṣe agbejade adsorber kan pẹlu agbara itutu agbaiye kan pato (SCP) ti o to 306 W/kg ati olusọdipúpọ ti iṣẹ (COP) ti o to 0.46.Zajaczkowski et al.3 dabaa apapo ti graphite ti o gbooro, okun erogba ati kiloraidi kalisiomu pẹlu adaṣe lapapọ ti 15 W/mK.Jian et al4 ṣe idanwo awọn akojọpọ pẹlu imi-ọjọ sulfuric ti a ṣe itọju graphite adayeba ti o gbooro (ENG-TSA) bi sobusitireti ni ipo itutu agbapada ipele meji.Awoṣe ṣe asọtẹlẹ COP lati 0.215 si 0.285 ati SCP lati 161.4 si 260.74 W/kg.
Nipa jina ojutu ti o le yanju julọ ni oluyipada ooru ti a bo.Awọn ilana ti a bo ti awọn oluyipada ooru wọnyi le pin si awọn ẹka meji: iṣelọpọ taara ati awọn adhesives.Ọna ti o ṣaṣeyọri julọ jẹ iṣelọpọ taara, eyiti o pẹlu dida awọn ohun elo adsorbing taara lori oju awọn oluparọ ooru lati awọn reagents ti o yẹ.Sotech5 ti ṣe itọsi ọna kan fun sisọpọ zeolite ti a bo fun lilo ninu lẹsẹsẹ ti awọn alatuta ti a ṣe nipasẹ Fahrenheit GmbH.Schnabel et al6 ṣe idanwo iṣẹ ti awọn zeolites meji ti a bo lori irin alagbara.Sibẹsibẹ, ọna yii ṣiṣẹ nikan pẹlu awọn adsorbents kan pato, eyiti o jẹ ki ibora pẹlu awọn alemora jẹ yiyan ti o nifẹ.Binders jẹ awọn nkan palolo ti a yan lati ṣe atilẹyin ifaramọ sorbent ati/tabi gbigbe pupọ, ṣugbọn ko ṣe ipa ninu adsorption tabi imudara adaṣe.Freni et al.Awọn paṣiparọ ooru aluminiomu 7 ti a bo pẹlu AQSOA-Z02 zeolite ni iduroṣinṣin pẹlu amọ-orisun amọ.Calabrese et al.8 ṣe iwadi ni igbaradi ti awọn ohun elo ti zeolite pẹlu awọn ohun elo polymeric.Ammann et al.9 dabaa ọna kan fun igbaradi awọn ideri zeolite la kọja lati awọn akojọpọ oofa ti oti polyvinyl.Alumina (alumina) ni a tun lo bi asopọ 10 ni adsorber.Si imọ wa, cellulose ati hydroxyethyl cellulose nikan ni a lo ni apapo pẹlu awọn adsorbents ti ara11,12.Nigba miiran a ko lo lẹ pọ fun awọ, ṣugbọn o lo lati kọ eto 13 funrararẹ.Apapo ti alginate polima matrices pẹlu ọpọ hydrates iyọ fọọmu rọ awọn ẹya ileke idapọmọra ti o ṣe idiwọ jijo lakoko gbigbe ati pese gbigbe gbigbe to peye.Awọn amọ bii bentonite ati attapulgite ni a ti lo bi awọn amọ fun igbaradi awọn akojọpọ15,16,17.Ethylcellulose ti jẹ lilo lati microencapsulate kalisiomu kiloraidi18 tabi sodium sulfide19.
Awọn akojọpọ pẹlu ọna irin la kọja ni a le pin si awọn paarọ ooru aropo ati awọn paarọ ooru ti a bo.Awọn anfani ti awọn ẹya wọnyi jẹ agbegbe agbegbe ti o ga julọ.Eyi ṣe abajade ni aaye olubasọrọ ti o tobi ju laarin adsorbent ati irin laisi afikun ti ibi-aiṣedeede, eyiti o dinku ṣiṣe gbogbogbo ti iyipo itutu.Lang et al.20 ti ni ilọsiwaju ilọsiwaju gbogbogbo ti adsorber zeolite pẹlu ẹya afara oyin aluminiomu kan.Gillerminot et al.21 ṣe ilọsiwaju imudara igbona ti awọn fẹlẹfẹlẹ zeolite NaX pẹlu bàbà ati foomu nickel.Botilẹjẹpe a lo awọn akojọpọ bi awọn ohun elo iyipada alakoso (PCMs), awọn awari ti Li et al.22 ati Zhao et al.23 tun jẹ anfani fun kemisorption.Wọn ṣe afiwe iṣẹ ti graphite ti o gbooro ati foomu irin ati pari pe igbehin jẹ ayanfẹ nikan ti ipata kii ṣe ọran kan.Palomba et al.laipẹ ṣe afiwe awọn ẹya la kọja irin miiran24.Van der Pal et al.ti ṣe iwadi awọn iyọ irin ti a fi sinu awọn foams 25.Gbogbo awọn apẹẹrẹ ti tẹlẹ ṣe deede si awọn ipele ipon ti awọn adsorbents particulate.Awọn ẹya la kọja irin ni a ko lo ni adaṣe lati wọ awọn adsorbers, eyiti o jẹ ojutu ti o dara julọ.Apeere ti abuda si awọn zeolites ni a le rii ni Wittstadt et al.26 ṣugbọn ko si igbiyanju ti a ṣe lati di awọn hydrates iyọ laisi iwuwo agbara giga wọn 27.
Nitorinaa, awọn ọna mẹta fun igbaradi awọn ideri adsorbent yoo ṣawari ninu nkan yii: (1) bonder bonder, (2) ifasẹ taara, ati (3) itọju dada.Hydroxyethylcellulose jẹ asopo ti yiyan ninu iṣẹ yii nitori iduroṣinṣin ti a royin tẹlẹ ati ifaramọ ibora ti o dara ni apapo pẹlu awọn adsorbents ti ara.Ọna yii ni a ṣe iwadii lakoko fun awọn aṣọ alapin ati nigbamii ti a lo si awọn ẹya okun irin.Ni iṣaaju, itupalẹ alakoko ti o ṣeeṣe ti awọn aati kemikali pẹlu dida awọn ohun elo adsorbent ti royin.Iriri iṣaaju ti wa ni gbigbe si ibora ti awọn ẹya okun irin.Itọju dada ti a yan fun iṣẹ yii jẹ ọna ti o da lori anodizing aluminiomu.Aluminiomu anodizing ti ni idapo ni aṣeyọri pẹlu awọn iyọ irin fun awọn idi ẹwa29.Ni awọn ọran wọnyi, iduroṣinṣin pupọ ati awọn abọ-sooro ipata le ṣee gba.Sibẹsibẹ, wọn ko le ṣe eyikeyi ilana adsorption tabi desorption.Iwe yii ṣe afihan iyatọ ti ọna yii ti o fun laaye lati gbe ibi-ipamọ ni lilo awọn ohun-ini alemora ti ilana atilẹba.Ti o dara julọ ti imọ wa, ko si ọkan ninu awọn ọna ti a ṣalaye nibi ti a ti kọ tẹlẹ.Wọn ṣe aṣoju imọ-ẹrọ tuntun ti o nifẹ pupọ nitori wọn gba didasilẹ ti awọn ohun elo adsorbent hydrated, eyiti o ni awọn anfani pupọ lori awọn adsorbents ti ara ti a ṣe iwadi nigbagbogbo.
Awọn awo alumini ti ontẹ ti a lo bi awọn sobusitireti fun awọn idanwo wọnyi ni a pese nipasẹ ALINVEST Břidličná, Czech Republic.Wọn ni 98.11% aluminiomu, 1.3622% irin, 0.3618% manganese ati awọn itọpa ti Ejò, iṣuu magnẹsia, silikoni, titanium, zinc, chromium ati nickel.
Awọn ohun elo ti a yan fun iṣelọpọ awọn akojọpọ ni a yan ni ibamu pẹlu awọn ohun-ini thermodynamic wọn, eyun, da lori iye omi ti wọn le ṣe adsorb/desorb ni awọn iwọn otutu ni isalẹ 120°C.
Sulfate magnẹsia (MgSO4) jẹ ọkan ninu awọn iyọ ti o ni itara julọ ti o si ṣe iwadi30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41.Awọn ohun-ini thermodynamic ti ni iwọn eto ati rii pe o dara fun awọn ohun elo ni awọn aaye ti itutu agbaiye, awọn ifasoke ooru ati ibi ipamọ agbara.Sulfate magnẹsia gbẹ CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germany) ni a lo.
Kalisiomu kiloraidi (CaCl2) (H319) jẹ iyọ ti a ṣe iwadi daradara nitori pe hydrate rẹ ni awọn ohun-ini thermodynamic ti o nifẹ41,42,43,44.Calcium kiloraidi hexahydrate CAS-No.7774-34-7 97% lo (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, Jẹmánì).
Sulfate Zinc (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) ati awọn hydrates rẹ ni awọn ohun-ini thermodynamic ti o dara fun awọn ilana adsorption iwọn otutu kekere45,46.Zinc sulfate heptahydrate CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germany) ni a lo.
Strontium kiloraidi (SrCl2) (H318) tun ni awọn ohun-ini thermodynamic ti o nifẹ si4,45,47 botilẹjẹpe o nigbagbogbo ni idapo pẹlu amonia ni fifa ooru adsorption tabi iwadii ibi ipamọ agbara.Strontium kiloraidi hexahydrate CAS-Nr.10.476-85-4 99.0-102.0% (Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) ni a lo fun iṣelọpọ.
Sulfate Ejò (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) kii ṣe laarin awọn hydrates nigbagbogbo ti a rii ni awọn iwe-ẹkọ ọjọgbọn, botilẹjẹpe awọn ohun-ini thermodynamic jẹ iwulo fun awọn ohun elo iwọn otutu kekere48,49.Ejò sulfate CAS-Nr.7758-99-8 99% (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) ni a lo fun iṣelọpọ.
Iṣuu magnẹsia kiloraidi (MgCl2) jẹ ọkan ninu awọn iyọ ti o ni omi ti o ti gba akiyesi diẹ sii laipẹ ni aaye ti ipamọ agbara gbona50,51.Magnẹsia kiloraidi hexahydrate CAS-Nr.7791-18-6 funfun elegbogi ite (Applichem GmbH., Darmstadt, Germany) ti a lo fun awọn adanwo.
Gẹgẹbi a ti sọ loke, hydroxyethyl cellulose ti yan nitori awọn abajade rere ni awọn ohun elo kanna.Ohun elo ti a lo ninu iṣelọpọ wa jẹ hydroxyethyl cellulose CAS-Nr 9004-62-0 (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA).
Awọn okun irin ni a ṣe lati awọn onirin kukuru ti a so pọ nipasẹ titẹkuro ati sisọ, ilana ti a mọ si isediwon yo crucible (CME) 52.Eyi tumọ si pe adaṣe igbona wọn da lori kii ṣe lori adaṣe olopobobo ti awọn irin ti a lo ninu iṣelọpọ ati porosity ti igbekalẹ ikẹhin, ṣugbọn tun lori didara awọn ifunmọ laarin awọn okun.Awọn okun kii ṣe isotropic ati ṣọ lati pin kaakiri ni itọsọna kan lakoko iṣelọpọ, eyiti o jẹ ki iṣiṣẹ igbona ni itọsọna ọna gbigbe pupọ si isalẹ.
Awọn ohun-ini gbigba omi ni a ṣe iwadii nipa lilo itupalẹ thermogravimetric nigbakanna (TGA) / itupalẹ thermogravimetric iyatọ (DTG) ninu package igbale (Netzsch TG 209 F1 Libra).Awọn wiwọn ni a ṣe ni afẹfẹ nitrogen ti nṣan ni iwọn sisan ti 10 milimita / min ati iwọn otutu lati 25 si 150 ° C ni awọn ohun elo afẹfẹ aluminiomu.Oṣuwọn alapapo jẹ 1 °C / min, iwuwo ayẹwo yatọ lati 10 si 20 mg, ipinnu jẹ 0.1 μg.Ninu iṣẹ yii, o yẹ ki o ṣe akiyesi pe iyatọ nla fun dada ẹyọkan ni aidaniloju nla kan.Awọn ayẹwo ti a lo ninu TGA-DTG jẹ kekere pupọ ati aiṣedeede, eyiti o jẹ ki ipinnu agbegbe wọn jẹ aiṣedeede.Awọn iye wọnyi le ṣe afikun si agbegbe ti o tobi nikan ti a ba ṣe akiyesi awọn iyapa nla.
Attenuated lapapọ otito Fourier yipada infurarẹẹdi (ATR-FTIR) sipekitira ti wa ni ipasẹ lori Bruker Vertex 80 v FTIR spectrometer (Bruker Optik GmbH, Leipzig, Germany) lilo ohun ATR Pilatnomu ẹya ẹrọ (Bruker Optik GmbH, Jẹmánì).Awọn iwoye ti awọn kirisita okuta iyebiye gbigbẹ mimọ ni a wọn taara ni igbale ṣaaju lilo awọn ayẹwo bi abẹlẹ fun awọn wiwọn idanwo.A ṣe iwọn awọn ayẹwo ni igbale nipa lilo iwọn iwoye ti 2 cm-1 ati nọmba apapọ ti awọn ọlọjẹ ti 32. Wavenumber ibiti lati 8000 si 500 cm-1.Ayẹwo Spectral ni a ṣe ni lilo eto OPUS.
A ṣe itupalẹ SEM ni lilo DSM 982 Gemini kan lati Zeiss ni awọn foliteji iyarasare ti 2 ati 5 kV.Agbara dispersive X-ray spectroscopy (EDX) ni a ṣe pẹlu lilo Thermo Fischer System 7 pẹlu Peltier tutu ohun alumọni fiseete oluwari (SSD).
Awọn igbaradi ti awọn apẹrẹ irin ni a ṣe ni ibamu si ilana ti o jọmọ ti a ṣe apejuwe ni 53. Ni akọkọ, fi awo naa sinu 50% sulfuric acid.15 iṣẹju.Lẹhinna a ṣe wọn sinu 1 M sodium hydroxide ojutu fun bii awọn aaya 10.Lẹhinna a ti fọ awọn ayẹwo pẹlu omi ti o pọju ti omi ti a fi omi ṣan, ati lẹhinna fi sinu omi ti a fi omi ṣan fun ọgbọn išẹju 30.Lẹhin itọju dada alakoko, awọn ayẹwo ti wa ni immersed ni ojutu 3% ti o kun.HEC ati iyọ afojusun.Ni ipari, gbe wọn jade ki o gbẹ wọn ni 60 ° C.
Awọn anodizing ọna iyi ati ki o arawa awọn adayeba oxide Layer lori palolo irin.Awọn panẹli aluminiomu jẹ anodized pẹlu sulfuric acid ni ipo lile ati lẹhinna edidi ninu omi gbona.Anodizing tẹle etching akọkọ pẹlu 1 mol/l NaOH (600 s) atẹle nipa didoju ni 1 mol/l HNO3 (60 s).Ojutu elekitiroti jẹ adalu 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2 (SO4) 3, ati 1 M MgSO4 + 7H2O.Anodizing ni a ṣe ni (40 ± 1) ° C, 30 mA/cm2 fun awọn aaya 1200.Awọn ilana lilẹ ti a ti gbe jade ni orisirisi awọn brine solusan bi apejuwe ninu awọn ohun elo (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2).Ayẹwo ti wa ni sise ninu rẹ fun 1800 awọn aaya.
Awọn ọna oriṣiriṣi mẹta fun iṣelọpọ awọn akojọpọ ni a ti ṣe iwadii: ibora alemora, iṣesi taara, ati itọju dada.Awọn anfani ati awọn aila-nfani ti ọna ikẹkọ kọọkan ni a ṣe atupale ni ọna ṣiṣe ati jiroro.Akiyesi taara, nanoimaging, ati itupalẹ kemikali / eroja ni a lo lati ṣe iṣiro awọn abajade.
Anodizing ti yan bi ọna itọju dada iyipada lati mu ifaramọ ti awọn hydrates iyọ sii.Itọju dada yii ṣẹda eto la kọja ti alumina (alumina) taara lori dada aluminiomu.Ni aṣa, ọna yii ni awọn ipele meji: ipele akọkọ ṣẹda ọna ti o ni lainidi ti aluminiomu oxide, ati ipele keji ṣẹda ideri ti aluminiomu hydroxide ti o pa awọn pores.Awọn atẹle jẹ awọn ọna meji ti didi iyọ laisi idinamọ wiwọle si ipele gaasi.Ni igba akọkọ ti o ni eto oyin kan nipa lilo awọn tubes kekere aluminiomu oxide (Al2O3) ti a gba ni igbesẹ akọkọ lati mu awọn kirisita adsorbent mu ki o si mu ifaramọ rẹ pọ si awọn ipele irin.Abajade honeycombs ni iwọn ila opin ti nipa 50 nm ati ipari ti 200 nm (Fig. 1a).Gẹgẹbi a ti sọ tẹlẹ, awọn cavities wọnyi nigbagbogbo ni pipade ni igbesẹ keji pẹlu Layer tinrin ti Al2O (OH) 2 boehmite ti o ni atilẹyin nipasẹ ilana sise alumina tube.Ni ọna keji, ilana ifasilẹ yii jẹ atunṣe ni ọna ti o jẹ pe awọn kirisita iyọ ti wa ni igbasilẹ ni ipele ti boehmite ti o ni iṣọkan (Al2O (OH)), eyiti a ko lo fun lilẹ ninu ọran yii.Ipele keji ni a ṣe ni ojutu ti o kun fun iyọ ti o baamu.Awọn ilana ti a ṣe apejuwe ni awọn iwọn ni iwọn 50-100 nm ati ki o dabi awọn silė splashed (Fig. 1b).Ilẹ ti a gba bi abajade ti ilana lilẹmọ ni eto aye ti o sọ pẹlu agbegbe olubasọrọ ti o pọ si.Ilana oju-aye yii, pẹlu ọpọlọpọ awọn atunto isọpọ, jẹ apẹrẹ fun gbigbe ati didimu awọn kirisita iyọ.Awọn ẹya mejeeji ti a ṣapejuwe han lati jẹ la kọja nitootọ ati pe wọn ni awọn cavities kekere ti o dabi pe o baamu daradara fun idaduro awọn hydrates iyọ ati awọn eefun adsorbing si iyọ lakoko iṣẹ adsorber.Bibẹẹkọ, itupalẹ ipilẹ ti awọn ibi-ilẹ wọnyi nipa lilo EDX le rii awọn iye wiwa ti iṣuu magnẹsia ati imi-ọjọ lori dada boehmite, eyiti a ko rii ni ọran ti dada alumina.
ATR-FTIR ti ayẹwo jẹri pe eroja jẹ sulfate magnẹsia (wo Nọmba 2b).Awọn julọ.Oniranran fihan ti iwa sulfate ion to ga ju ni 610-680 ati 1080-1130 cm-1 ati awọn ti iwa lati omi tente oke ni 1600-1700 cm-1 ati 3200-3800 cm-1 (wo Fig. 2a, c).).Iwaju awọn ions iṣuu magnẹsia fẹrẹ ko yipada spectrum54.
(a) EDX ti boehmite ti a bo MgSO4 aluminiomu awo, (b) ATR-FTIR spectra ti boehmite ati MgSO4 ti a bo, (c) ATR-FTIR spectra ti MgSO4 mimọ.
Mimu imuṣiṣẹ adsorption jẹ timo nipasẹ TGA.Lori ọpọtọ.3b fihan desorption tente oke ti isunmọ.60°C.Oke yii ko ni ibamu si iwọn otutu ti awọn oke meji ti a ṣe akiyesi ni TGA ti iyọ mimọ (Fig. 3a).A ṣe iṣiro atunṣe ti ipadasọmọ-desorption ọmọ, ati pe a ṣe akiyesi iṣipopada kanna lẹhin ti o gbe awọn ayẹwo ni aaye tutu (Fig. 3c).Awọn iyatọ ti a ṣe akiyesi ni ipele keji ti idinkujẹ le jẹ abajade ti gbigbẹ ni oju-aye ti nṣàn, nitori eyi nigbagbogbo nfa si gbigbẹ aipe.Awọn iye wọnyi ni ibamu si isunmọ 17.9 g/m2 ni omi mimu akọkọ ati 10.3 g/m2 ni omi dewatering keji.
Afiwera ti TGA igbekale ti boehmite ati MgSO4: TGA onínọmbà ti funfun MgSO4 (a), adalu (b) ati lẹhin rehydration (c).
Ọna kanna ni a ṣe pẹlu kiloraidi kalisiomu bi adsorbent.Awọn esi ti wa ni gbekalẹ ni Figure 4. Visual se ayewo ti awọn dada han kekere ayipada ninu awọn ti fadaka alábá.Awọn onírun jẹ ti awọ han.SEM jẹrisi wiwa awọn kirisita kekere ti o pin ni deede lori dada.Sibẹsibẹ, TGA ko ṣe afihan gbigbẹ ni isalẹ 150°C.Eyi le jẹ nitori otitọ pe ipin iyọ ti kere ju ni akawe si apapọ apapọ ti sobusitireti fun wiwa nipasẹ TGA.
Awọn abajade ti itọju dada ti epo imi-ọjọ imi-ọjọ nipasẹ ọna anodizing ti han ni ọpọtọ.5. Ni idi eyi, ifasilẹ ti o ti ṣe yẹ ti CuSO4 sinu ilana Al oxide ko waye.Dipo, awọn abere alaimuṣinṣin ni a ṣe akiyesi bi wọn ṣe nlo nigbagbogbo fun Ejò hydroxide Cu (OH) 2 ti a lo pẹlu awọn awọ turquoise aṣoju.
Itọju oju ilẹ anodized tun ni idanwo ni apapo pẹlu strontium kiloraidi.Awọn abajade ṣe afihan agbegbe aiṣedeede (wo Nọmba 6a).Lati pinnu boya iyọ ba bo gbogbo aaye, a ṣe itupalẹ EDX kan.Iwọn fun aaye kan ni agbegbe grẹy (ojuami 1 ni aworan 6b) fihan strontium kekere ati ọpọlọpọ aluminiomu.Eyi tọkasi akoonu kekere ti strontium ni agbegbe iwọn, eyiti, lapapọ, tọkasi agbegbe kekere ti strontium kiloraidi.Ni idakeji, awọn agbegbe funfun ni akoonu giga ti strontium ati akoonu kekere ti aluminiomu (awọn aaye 2-6 ni Fig. 6b).Itupalẹ EDX ti agbegbe funfun fihan awọn aami dudu dudu (ojuami 2 ati 4 ni aworan 6b), kekere ni chlorine ati giga ni sulfur.Eyi le ṣe afihan iṣeto ti strontium sulfate.Awọn aami didan ṣe afihan akoonu chlorine giga ati akoonu sulfur kekere (ojuami 3, 5, ati 6 ni aworan 6b).Eyi le ṣe alaye nipasẹ otitọ pe apakan akọkọ ti awọ-awọ funfun jẹ ti strontium kiloraidi ti a reti.TGA ti ayẹwo naa jẹrisi itumọ ti itupalẹ pẹlu tente oke ni iwọn otutu abuda ti strontium kiloraidi mimọ (Fig. 6c).Iwọn kekere wọn le jẹ idalare nipasẹ ida kekere ti iyọ ni afiwe pẹlu iwọn ti atilẹyin irin.Ibi-idasilẹ ti a pinnu ninu awọn adanwo ni ibamu si iye 7.3 g/m2 ti a fun ni agbegbe ẹyọkan ti adsorber ni iwọn otutu ti 150°C.
Eloxal-mu zinc sulfate ti a bo ni idanwo tun.Macroscopically, awọn ti a bo jẹ gidigidi kan tinrin ati aṣọ Layer (Fig. 7a).Sibẹsibẹ, SEM ṣe afihan agbegbe ti o wa pẹlu awọn kirisita kekere ti o yapa nipasẹ awọn agbegbe ti o ṣofo (Fig. 7b).TGA ti ibora ati sobusitireti ni a fiwewe si ti iyọ mimọ (Figure 7c).Iyọ mimọ ni tente asymmetric kan ni 59.1°C.Aluminiomu ti a bo fihan awọn oke kekere meji ni 55.5 ° C ati 61.3 ° C, ti o nfihan niwaju zinc sulfate hydrate.Iyatọ ti o pọju ti o han ni adanwo ni ibamu si 10.9 g/m2 ni iwọn otutu gbígbẹ ti 150 ° C.
Gẹgẹbi ohun elo ti tẹlẹ53, hydroxyethyl cellulose ni a lo bi asopọ lati mu imudara ati iduroṣinṣin ti bora sorbent.Ibamu ohun elo ati ipa lori iṣẹ adsorption jẹ iṣiro nipasẹ TGA.Onínọmbà naa ni a ṣe ni ibatan si ibi-apapọ, ie apẹẹrẹ pẹlu awo irin ti a lo bi sobusitireti ti a bo.Adhesion jẹ idanwo nipasẹ idanwo kan ti o da lori idanwo ogbontarigi agbelebu ti a ṣalaye ni sipesifikesonu ISO2409 (ko le pade sipesifikesonu Iyapa ogbontarigi da lori sisanra sipesifikesonu ati iwọn).
Ibo awọn paneli pẹlu kalisiomu kiloraidi (CaCl2) (wo aworan 8a) yorisi pinpin aiṣedeede, eyiti a ko ṣe akiyesi ni awọ aluminiomu mimọ ti a lo fun idanwo ogbontarigi ifa.Ti a bawe si awọn abajade fun CaCl2 mimọ, TGA (Fig. 8b) fihan awọn giga abuda meji ti o yipada si awọn iwọn otutu kekere ti 40 ati 20°C, lẹsẹsẹ.Idanwo apakan-agbelebu ko gba laaye fun lafiwe idi nitori ayẹwo CaCl2 mimọ (ayẹwo ni apa ọtun ni Fig. 8c) jẹ itọlẹ erupẹ, eyiti o yọ awọn patikulu oke julọ kuro.Awọn abajade HEC ṣe afihan tinrin pupọ ati aṣọ aṣọ pẹlu itelorun itelorun.Iyatọ nla ti o han ni ọpọtọ.8b ni ibamu si 51.3 g/m2 fun agbegbe ẹyọkan ti adsorber ni iwọn otutu ti 150 ° C.
Awọn abajade to dara ni awọn ofin ti ifaramọ ati iṣọkan ni a tun gba pẹlu iṣuu magnẹsia sulfate (MgSO4) (wo aworan 9).Onínọmbà ti ilana isọkuro ti ibora fihan niwaju tente oke kan ti isunmọ.60°C.Iwọn otutu yii ni ibamu si igbesẹ gbigbẹ akọkọ ti a rii ni gbigbẹ ti awọn iyọ mimọ, ti o nsoju igbesẹ miiran ni 44°C.O ni ibamu si iyipada lati hexahydrate si pentahydrate ati pe a ko ṣe akiyesi ni ọran ti awọn aṣọ-ideri pẹlu awọn binders.Awọn idanwo apakan agbelebu ṣe afihan pinpin ilọsiwaju ati ifaramọ ni akawe si awọn aṣọ ti a ṣe ni lilo iyo mimọ.Iyatọ pupọ ti a ṣe akiyesi ni TGA-DTC ni ibamu si 18.4 g/m2 fun agbegbe ẹyọkan ti adsorber ni iwọn otutu ti 150°C.
Nitori awọn aiṣedeede oju, strontium kiloraidi (SrCl2) ni ibora ti ko ni deede lori awọn imu (Fig. 10a).Sibẹsibẹ, awọn abajade ti idanwo ogbontarigi ifa fihan pinpin iṣọkan pẹlu imudara ilọsiwaju pataki (Fig. 10c).Itupalẹ TGA ṣe afihan iyatọ kekere pupọ ninu iwuwo, eyiti o gbọdọ jẹ nitori akoonu iyọ kekere ti a fiwe si sobusitireti irin.Bibẹẹkọ, awọn igbesẹ ti o wa lori ohun ti tẹ fihan niwaju ilana gbigbẹ, botilẹjẹpe tente oke ni nkan ṣe pẹlu iwọn otutu ti o gba nigbati o n ṣe afihan iyọ mimọ.Awọn oke giga ni 110 ° C ati 70.2 ° C ti a ṣe akiyesi ni Ọpọtọ.10b ni a tun rii nigbati o n ṣe itupalẹ iyọ mimọ.Bibẹẹkọ, igbesẹ gbigbẹ akọkọ ti a ṣe akiyesi ni iyọ mimọ ni 50 ° C ko ṣe afihan ninu awọn iṣipopada nipa lilo alapapọ.Ni idakeji, adalu binder fihan awọn oke meji ni 20.2 ° C ati 94.1 ° C, ti a ko ni iwọn fun iyọ mimọ (Fig. 10b).Ni iwọn otutu ti 150 °C, iyatọ ti a ṣe akiyesi ni ibamu si 7.2 g/m2 fun agbegbe ẹyọkan ti adsorber.
Apapo HEC ati zinc sulfate (ZnSO4) ko fun awọn abajade itẹwọgba (Nọmba 11).Itupalẹ TGA ti irin ti a bo ko ṣe afihan eyikeyi awọn ilana gbigbẹ.Botilẹjẹpe pinpin ati ifaramọ ti ibora ti dara si, awọn ohun-ini rẹ tun jinna si aipe.
Ọna ti o rọrun julọ lati wọ awọn okun irin pẹlu tinrin ati awọ-aṣọ aṣọ jẹ ifasilẹ tutu (Ọpọtọ 12a), eyiti o pẹlu igbaradi ti iyo afojusun ati impregnation ti awọn okun irin pẹlu ojutu olomi.
Nigbati o ba ngbaradi fun impregnation tutu, awọn iṣoro akọkọ meji ni a pade.Ni ọwọ kan, ẹdọfu dada ti ojutu iyọ ṣe idilọwọ iṣakojọpọ deede ti omi sinu eto la kọja.Crystallization lori awọn lode dada (Fig. 12d) ati air nyoju idẹkùn inu awọn be (Fig. 12c) le nikan wa ni dinku nipa sokale awọn dada ẹdọfu ati ami-wetting awọn ayẹwo pẹlu distilled omi.Itusilẹ ti a fi agbara mu ninu apẹẹrẹ nipasẹ gbigbe afẹfẹ kuro laarin tabi nipa ṣiṣẹda ṣiṣan ojutu ninu eto jẹ awọn ọna miiran ti o munadoko lati rii daju kikun ti eto naa.
Iṣoro keji ti o pade lakoko igbaradi ni yiyọ fiimu kuro ni apakan ti iyọ (wo aworan 12b).Yi lasan ti wa ni characterized nipasẹ awọn Ibiyi ti a gbẹ ti a bo lori itu dada, eyi ti o da awọn convectively ji gbígbẹ ati ki o bẹrẹ awọn itọka ru ilana.Awọn keji siseto jẹ Elo losokepupo ju akọkọ.Bi abajade, iwọn otutu ti o ga julọ ni a nilo fun akoko gbigbẹ ti o tọ, eyiti o mu eewu ti awọn nyoju ti o dagba ninu apẹẹrẹ.Iṣoro yii jẹ ipinnu nipasẹ iṣafihan ọna yiyan ti crystallization ti o da lori iyipada ifọkansi (evaporation), ṣugbọn lori iyipada iwọn otutu (bii ninu apẹẹrẹ pẹlu MgSO4 ni aworan 13).
Aṣoju sikematiki ti ilana crystallization lakoko itutu agbaiye ati ipinya ti awọn ipele to lagbara ati omi nipa lilo MgSO4.
Awọn ojutu iyọ ti o ni kikun le ṣee pese ni tabi loke iwọn otutu yara (HT) ni lilo ọna yii.Ni akọkọ nla, crystallization ti a fi agbara mu nipa sokale awọn iwọn otutu ni isalẹ yara otutu.Ninu ọran keji, crystallization waye nigbati ayẹwo naa ti tutu si iwọn otutu yara (RT).Abajade jẹ adalu awọn kirisita (B) ati tituka (A), apakan omi ti a yọ kuro nipasẹ afẹfẹ fisinuirindigbindigbin.Ọna yii kii ṣe yago fun iṣelọpọ fiimu kan lori awọn hydrates wọnyi, ṣugbọn tun dinku akoko ti o nilo fun igbaradi ti awọn akojọpọ miiran.Bibẹẹkọ, yiyọ omi kuro nipasẹ afẹfẹ fisinuirindigbindigbin yori si afikun crystallization ti iyọ, ti o mu ki ibora ti o nipọn pọ si.
Ọ̀nà míràn tí a lè lò láti fi bo àwọn ibi tí irin ṣe pẹ̀lú ìmújáde àwọn iyọ̀ àfojúsùn tààràtà nípasẹ̀ àwọn aati kẹ́míkà.Awọn oluyipada ooru ti a bo ti a ṣe nipasẹ iṣesi ti awọn acids lori awọn aaye irin ti awọn imu ati awọn tubes ni awọn anfani pupọ, bi a ti royin ninu iwadi wa tẹlẹ.Ohun elo ti ọna yii si awọn okun yori si awọn abajade ti ko dara pupọ nitori dida awọn gaasi lakoko iṣesi.Awọn titẹ ti hydrogen gaasi nyoju kọ soke inu awọn ibere ati ki o iṣinipo bi awọn ọja ti wa ni ejected (Fig. 14a).
A ti ṣe atunṣe ibora nipasẹ iṣesi kemikali lati ṣakoso sisanra ti o dara julọ ati pinpin ibora naa.Ọna yii pẹlu gbigbe ṣiṣan owusu acid kọja nipasẹ apẹẹrẹ (Aworan 14b).Eyi ni a nireti lati ja si ibora aṣọ kan nipasẹ iṣesi pẹlu irin sobusitireti.Awọn esi ti o ni itẹlọrun, ṣugbọn ilana naa lọra pupọ lati ṣe akiyesi ọna ti o munadoko (Fig. 14c).Awọn akoko idahun kukuru le ṣee waye nipasẹ alapapo agbegbe.
Lati bori awọn aila-nfani ti awọn ọna ti o wa loke, ọna ti a bo ti o da lori lilo awọn adhesives ti ṣe iwadi.HEC ti yan da lori awọn abajade ti a gbekalẹ ni apakan ti tẹlẹ.Gbogbo awọn ayẹwo ti pese sile ni 3% wt.Apopọ pẹlu iyo.Awọn okun ti a ti ṣaju ni ibamu si ilana kanna gẹgẹbi fun awọn egungun, ie ti a fi sinu 50% vol.laarin 15 iṣẹju.sulfuric acid, lẹhinna ti a fi sinu soda hydroxide fun awọn aaya 20, ti a wẹ ninu omi ti a ti fọ ati nikẹhin fi sinu omi distilled fun ọgbọn išẹju 30.Ni ọran yii, a ti ṣafikun igbesẹ afikun ṣaaju impregnation.Fi ayẹwo bọlẹ ni ṣoki sinu ojutu iyọ ibi-afẹde kan ki o gbẹ ni isunmọ 60°C.Ilana naa jẹ apẹrẹ lati yi oju irin naa pada, ṣiṣẹda awọn aaye iparun ti o mu ilọsiwaju pinpin ti a bo ni ipele ikẹhin.Ẹya fibrous ni ẹgbẹ kan nibiti awọn filaments ti wa ni tinrin ati ti o ni wiwọ, ati ẹgbẹ idakeji nibiti awọn filamenti ti nipon ati pe o kere si pinpin.Eyi jẹ abajade ti awọn ilana iṣelọpọ 52.
Awọn abajade fun kalisiomu kiloraidi (CaCl2) ti wa ni akopọ ati ṣe apejuwe pẹlu awọn aworan ni Tabili 1. Agbegbe to dara lẹhin inoculation.Paapaa awọn okun wọnyẹn ti ko si awọn kirisita ti o han lori dada ti dinku awọn iweyinpada ti fadaka, nfihan iyipada ni ipari.Sibẹsibẹ, lẹhin ti awọn ayẹwo ti wa ni impregnated pẹlu ohun olomi adalu CaCl2 ati HEC ati ki o si dahùn o ni iwọn otutu ti nipa 60 ° C, awọn ti a bo ti wa ni ogidi ni intersections ti awọn ẹya.Eyi jẹ ipa ti o ṣẹlẹ nipasẹ ẹdọfu dada ti ojutu.Lẹhin gbigbe, omi naa wa ninu ayẹwo nitori ẹdọfu oju rẹ.Ni ipilẹ o waye ni ikorita ti awọn ẹya.Apa ti o dara julọ ti apẹrẹ ni ọpọlọpọ awọn iho ti o kun fun iyọ.Iwọn naa pọ nipasẹ 0.06 g / cm3 lẹhin ti a bo.
Ibora pẹlu imi-ọjọ iṣuu magnẹsia (MgSO4) ṣe agbejade iyọ diẹ sii fun iwọn ẹyọkan (Table 2).Ni idi eyi, iwọn afikun jẹ 0.09 g / cm3.Ilana irugbin naa yorisi ni agbegbe ayẹwo lọpọlọpọ.Lẹhin ilana ti a bo, iyọ di awọn agbegbe nla ti ẹgbẹ tinrin ti apẹẹrẹ.Ni afikun, diẹ ninu awọn agbegbe ti matte ti dina, ṣugbọn diẹ ninu awọn porosity ti wa ni idaduro.Ni ọran yii, iṣelọpọ iyọ ni irọrun ṣe akiyesi ni ikorita ti awọn ẹya, ifẹsẹmulẹ pe ilana ti a bo ni akọkọ nitori ẹdọfu dada ti omi, kii ṣe ibaraenisepo laarin iyọ ati sobusitireti irin.
Awọn abajade fun apapo ti strontium kiloraidi (SrCl2) ati HEC ṣe afihan awọn ohun-ini kanna si awọn apẹẹrẹ ti tẹlẹ (Table 3).Ni idi eyi, awọn tinrin ẹgbẹ ti awọn ayẹwo ti wa ni fere patapata bo.Awọn pores kọọkan nikan ni o han, ti a ṣẹda lakoko gbigbe bi abajade ti itusilẹ ti nya si lati inu apẹẹrẹ.Apẹẹrẹ ti a ṣe akiyesi ni ẹgbẹ matte jẹ iru kanna si ọran ti tẹlẹ, agbegbe ti dina pẹlu iyọ ati awọn okun ti ko ni kikun.
Lati le ṣe iṣiro ipa rere ti ọna fibrous lori iṣẹ igbona ti oluyipada ooru, a ti pinnu imunadoko imunadoko igbona ti eto fibrous ti a bo ati ni akawe pẹlu ohun elo ti a bo mimọ.Imudara igbona ni a ṣe iwọn ni ibamu si ASTM D 5470-2017 ni lilo ẹrọ alapin ti o han ni Nọmba 15a nipa lilo ohun elo itọkasi kan pẹlu adaṣe igbona ti a mọ.Ti a ṣe afiwe si awọn ọna wiwọn igba diẹ miiran, ilana yii jẹ anfani fun awọn ohun elo lainidi ti a lo ninu iwadii lọwọlọwọ, nitori awọn wiwọn ni a ṣe ni ipo iduro ati pẹlu iwọn ayẹwo to to (agbegbe ipilẹ 30 × 30 mm2, giga to 15 mm).Awọn apẹẹrẹ ti ohun elo ti a bo mimọ (itọkasi) ati ọna okun ti a fipa ti a ti pese sile fun awọn wiwọn ni itọsọna ti okun ati ni papẹndikula si itọsọna ti okun lati ṣe iṣiro ipa ti imudara igbona anisotropic.Awọn apẹẹrẹ ti wa ni ilẹ lori ilẹ (P320 grit) lati dinku ipa ti irẹjẹ oju-aye nitori igbaradi apẹrẹ, eyiti ko ṣe afihan igbekalẹ laarin apẹrẹ naa.