碳分子筛回收制作的离子电池负极材料耐高温耐酸碱、高机械稳定性、良好的导电性、吸附性以及大的比表面积的制备方法通过热处理方式优化了硬碳电极的孔结构,使得其孔口的尺寸小于离子电解液分子的尺寸,这样电解液分子就不能进入电极材料的孔内部了,降低了副反应,但离子可以进入孔内部,这样电池的容量还可以很高,兼顾了电池的容量和库伦效率。
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,适用于各种型号的变压吸附制氮机,是变压吸附制氮机的产品。
人们在适当的条件下通过对煤,椰子壳,酚醛树脂的碳化,得到了碳分子筛的前驱体再用苯蒸气对其进行沉积,得到3-5埃左右的匀一孔径,这匀一孔径可以对气体分子的筛分分离作用。但碳分子筛的生产过程要消耗大量能源和产生大气污染,是一个高能源高污染的产品。所以回收碳分子筛有利于节约能源和降低大气污染。
分子筛脱水是一个物理吸附过程。物理吸附主要由范氏引力或扩散力所引起 ,气体的吸附类似于气体的凝聚 ,一般无选择性 ,是可逆过程 ,吸附热小 , 吸附所需的活化能小 ,所以吸附速度快 ,较易达到平衡。
按催化性质,分子筛催化剂:
(1) 酸催化剂,利用分子筛的表面酸性进行催化反应。
(2)双功能催化剂,分子筛可以负载铂、钯类的金属,得到兼有金属催化功能和酸催化功能的双功能分子筛催化剂。
(3) 择形催化剂,由于分子筛的催化作用一般发生在晶体内空间,分子筛的孔径大小和孔道结构对催化活性和选择性有很大的影响。
分子筛具有规整而均匀的晶内孔道,而且孔径大小接近于分子尺寸,使分子筛的催化性能随反应物分子、产物分子或反应中间物的几何尺寸的变化而显著变化。
分子筛是具有形状选择性的吸附、催化材料,不仅可望通过选择性催化以减少副产品的生成、提高反应原料的利用率,而且可以通过结构调整、负载改性等手段形成生产所需的功能催化材料,因此越来越多被研究利用到诸多领域,使用也越来越广泛。
分子筛是一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。其化学通式为(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分别为一价、二价阳离子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。它在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴,不同孔径的分子筛把不同大小和形状分子分开。根据SiO2和Al2O3的分子比不同,得到不同孔径的分子筛。
自然界中存在一种天然硅铝酸盐,它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石,人工合成的沸石也称为分子筛。
分子筛的催化性能: 分子筛晶体具有均匀的孔结构,孔径的大小与通常分子相当;它们具有很大的表面积。而且表面性很高;平衡骨架负电荷的阳离子,可进行离子交换;一些具有催化活性的金属也可以交换导入晶体,然后以高的分散度还原为元素状态;同时分子筛骨架结构的稳定性很高。这些结构性质,使分子筛不仅成为优良的吸附剂,而且成为有效的催化剂和催化剂载体。
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