碳分子筛的制备方法主要有物理吸附法和化学吸附法两种。物理吸附法是将活性炭或其他碳质材料加工成微孔结构,使其具有高表面积和孔隙度,从而形成碳分子筛。化学吸附法则是将**物或化学物质浸渍到碳质材料中,经过处理后形成碳分子筛。
碳分子筛的主要成分为元素碳,外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为4埃的微孔,该微孔对氧分子的瞬间亲和力较强,可用来分离空气中的氧气和氮气,工业上利用变压吸附装置(PSA)制取氮气。
碳分子筛制氮量大、氮气回收率高,使用寿命长,适用于型号的变压吸附制氮机,是变压吸附制氮机的产品。
碳分子筛空分制氮已广泛地应用于石油化工、金属热处理、电子制造、食品保鲜等行业。
耐高温:碳分子筛在高温下不易分解和失活,能够在200-300℃的温度下保持较好的吸附性能。
碳分子筛是利用筛分的特性来达到分离氧气、氮气的目的。在分子筛吸附杂质气体时,大孔和中孔只起到通道的作用,将被吸附的分子运送到微孔和亚微孔中,微孔和亚微孔才是真正起吸附作用的容积。如前图所示,碳分子筛内部包含有大量的微孔,这些微孔允许动力学尺寸小的分子快速扩散到孔内,同时限制大直径分子的进入。由于不同尺寸的气体分子相对扩散速率存在差异,气体混合物的组分可以被有效的分离。
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