制氫分子篩,顧名思義,是一種具有特殊孔徑大小和分子識別能力的分子篩材料。它能夠通過孔徑篩選和分子間相互作用,從混合氣體中較好地分離出氫氣。其基本原理主要包括兩個方面:

            1.孔徑篩選效應(yīng):制氫分子篩的孔徑大小介于氫氣分子與其他氣體分子之間,因此只有氫氣分子能夠通過孔道進入分子篩內(nèi)部,而其他氣體分子則被排斥在外。這種孔徑篩選效應(yīng)使得氫氣分子得以從混合氣體中分離出來。

            2.分子間相互作用:除了孔徑篩選效應(yīng)外,制氫分子篩還通過分子間相互作用對氫氣進行選擇性吸附。由于氫氣分子具有較小的極化率和四極矩,與其他氣體分子相比,氫氣分子與分子篩表面的相互作用較弱,因此更容易從分子篩中脫附出來。

            因此制氫分子篩的制造需要使用一些特殊的材料,如高純度的硅酸鹽、活性碳等。制氫分子篩具有吸附性能高、吸附選擇性強、脫附速率快等特點,在制氫領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。除了制氫,制氫分子篩還可以應(yīng)用于氫燃料電池、H離子膜燃料電池等,以提高其性能。它在微熱吸干機、空分設(shè)備、管道除水、鋼鐵廠、石化煉油等方面也有廣泛的應(yīng)用。

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            制氫分子篩常用的有分子篩NaA和13X分子篩。分子篩NaA是一種鈣鉀型的硅鋁酸鹽,晶體的孔徑為(0.5nm),能吸附小于該孔徑的分子。它主要應(yīng)用于正異構(gòu)烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附。13X分子篩則是一種鈉型的硅鋁酸鹽,晶體的孔徑為9?(0.9nm),能夠吸附小于9?的分子。



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