載體對CO吸附劑吸附性能的影響分析

李 麗， 郝俊麗

(晉中職業技術學院，山西 晉中 030600)

引 言

隨著化工合成工業的強勁發展，CO作為原料氣體對于化工合成產業越來越重要，具有極大的工業需求量；但是，CO會使催化反應中的催化劑中毒失活，對反應效果影響極大。并且，CO存在于部分工業廢氣中造成一定的環境污染。隨著綠色化工的不斷發展，因此工業廢氣中CO的分離提純有著重要的工業價值[1-2]。目前，混合氣體中分離CO的關鍵在于選用高效的CO吸附劑，利用PSA變壓吸附技術分離混合氣體應用較多，其中，CuCl負載高比表面的分子篩等載體制備的吸附劑應用較好，有效提高了混合氣體中分離CO的吸附量和選擇比[3]。

本文利用變壓吸附技術的優勢，以提高混合氣體中CO吸附分離比為目的，利用CuCl負載于高比表面載體上制備CO高效吸附劑，考察了不同載體對CO吸附性能的影響及氣體分離性。

1 結果與討論

1.1 吸附等溫線的測試

本文通過利用美國康塔公司生產的的NOVA1200e型物理吸附儀在0 ℃或25 ℃設定條件下，測得負載法制備的吸附劑對混合氣體CO、CO2、N2、CH4等組分的吸附等溫線和平衡吸附量。由吸附劑對氣體的吸附等溫線可知，吸附溫度恒定時，吸附劑對目標氣體吸附量隨相對壓力的變化情況。

從圖1中可以看出，77K下液氮吸附4種載體13X、NaY、13X-活性炭及活性炭比較中活性炭表現了較高的吸附量，活性炭的比表面積明顯高于其他3種載體，比表面積為1 098.63 m2/g載體。高比表面載體極大提高了CuCl吸附中心活性組分的分散性。從CO吸附效果也能看出，活性炭相比于分子篩等載體，更有效提高銅鹽的分散度和吸附劑對CO的吸附量。這點對化工合成工業中混合氣體中有效分離CO具有重大工業價值。同時，活性炭本身孔道結構特殊和表面穩定，化學穩定性強，具有足夠機械強度和一定的抗酸堿和耐熱性能，在CO吸附劑制備過程中優選活性炭作為載體，效果更好。

圖1 各載體的N2吸附等溫線

1.2 CO選擇性分析

第18頁表1中吸附劑是利用直接負載法將CuCl直接負載于不同載體上經350℃加熱制得CO吸附劑，并對4種載體13X、13Y以及實驗室自制的13X/C載體和活性炭的載體對吸附劑CO吸附量及選擇性的影響等分析研究。分析得出，活性炭比表面積大能有效提高CuCl的分散性和CO吸附量，CO的吸附量最高達56 mL/g吸附劑，這一點對于提高CO在混合氣體中的分離度有較高影響。

表1 不同吸附劑的CO/CO2分離比

2 結論

利用直接負載法將CuCl直接負載于不同載體上經350 ℃加熱形成CO吸附劑，并對4種載體13X、13Y以及實驗室自制的13X/C載體和活性炭的比表面積進行分析，進而考察了載體對吸附劑CO吸附量及選擇性的影響等。分析得出，活性炭比表面積大能有效提高CuCl的分散性和CO吸附量，CO的吸附量最高達56 mL/g吸附劑。本研究對混合氣體分離CO具有一定的研究價值。