Βαρυμετρική Και Ογκομετρική Μελέτη Ρόφησης Μίγματος Των Αερίων Από Κεραμικές Κόνεις Και Μεμβράνες Καθώς Και Χαρακτηρισμός Της Πορώδους Δομής Τους

Abstract

Κριτική μελέτη των θεωριών που εξηγούν τον σχηματισμό Βοριοττυριτικών πορωδών υ άλω ν, με βάση171 τα πειραματικά αποτελέσματα. Υαλώδης μετάπτωσηΒοριοπυριτικών δομών. 171 5.1.1. Υαλώδης μετάπτωση σε σχέση με π] σύσταση και το 171-172 μέγεθος των περιοχών της δομής. 5.1.2. Ημιεμπειρική εκτίμηση π)ς ταπείνωσης τουΤ 9 σε σχέση με 172-174 το μέγεθος. 5.1.3. Κριτική επί των θεωριών (SD) και (NG) με βάση τον 175 υπολογισμό του Tg. 5.2. Μηχανισμοί διαχωρισμού (NG). 176 5.2.1. Διαχωρισμοί (NG) και σημείο υαλώδους μετάπτωσης. 176-177 5.2.2. Έλεγχος της θεωρίας του Haller. 178-180 5.2.3. Συνένωση των περιοχών (NG) -θεωρία του Seward. 180-182 5.3. Μηχανισμοί διαχωρισμού (SD). 183 5.3.1. Οι απόψεις των Cahn-Charles. 183 5.3.2. Επίδραση π)ς Υαλώδους μετάπτωσης στους 1g3 1g5 μετασχηματισμούς φάσεων. 5.3.3. Επίδραση του Τ" στον διαχωρισμό φάσεων πολλών 185 _ 1 g6 βημάτων. 5.3.4. Μια δεύτερη εκδοχή του διαχωρισμού σε δύο βήματα. 186-187 5.4. Ταξινόμηση των δομών ανάλογα με το μέσον διαλυτοποίησης. 5.4.1. Αποτελέσματα για τα δείγματα των 600°C. 188-189 5.4.2. Αποτελέσματα για τα δείγματα των 580°C. 189 5.4.3. Αποτελέσματα για τα δείγματα των 630°C. 190 5.5. Συνοπτική εικόνα για την εξέλιξη της δομής στο υλικό Vycor®.

Ροφητικά Υλικά Και Μεμβράνες Διαχωρισμού Με Εμπλοκή Πρόδρομων Φάσεων Ιοντικών Υγρών

“…Είναι φαινόμενο που εξελίσσεται γρήγορα, είναι μη ενεργοποιημένο και αντιστρεπτό, διότι η προσροφημένη ουσία βρίσκεται σε δυναμική ισορροπία με την ουσία στο διάλυμα. Επίσης, η φυσική προσρόφηση είναι πάντοτε εξώθερμο φαινόμενο, με εκλυόμενη θερμότητα της τάξης των θερμοτήτων υγροποίησης των αερίων και εξελίσσεται μόνο σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες [16,17]. Η πιο απλή περίπτωση αλληλεπίδρασης δύο ατόμων ή μορίων περιγράφεται από την εξίσωση δυναμικού «Lennard-Jones» ή αλλιώς «δυναμικό των 6-12 εκθετών» (Σχήμα 2, Εξίσωση 1).…”

“…Όταν ο χρόνος t → ∞, το σύστημα οδηγείται σε "σταθερή κατάσταση" και η συνάρτηση Q(x L ,t) τείνει ασυμπτωματικά σε ευθεία (Σχήμα 4). Η κλίση της ασύμπτωτης ισοδυναμεί με το ρυθμό ροής, J, του διαχύτη κατά τη σταθερή κατάσταση και χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της διαπερατότητας, η οποία αποτελεί παράμετρο αποτίμησης της απόδοσης της μεμβράνης [16,26,38].…”

“…Στην περίπτωση όμως πόρων μικρού μεγέθους (της τάξης των μεσοπόρων) ή στην περιοχή χαμηλών ή σχεδόν μηδενικών πιέσεων, η μέση ελεύθερη διαδρομή των μορίων μπορεί να γίνει συγκρίσιμη ή μεγαλύτερη από τη διάμετρο των πόρων (Σχήμα 5 (β)), με αποτέλεσμα οι συγκρούσεις των μορίων με τα τοιχώματα να είναι συχνότερες από τις διαμοριακές συγκρούσεις. Κάθε αέριο μόριο προσκρούοντας στα τοιχώματα του πόρου, ανταλλάσσει ενέργεια με τα άτομα ή μόρια της επιφάνειας και ανακλάται προς τυχαία κατεύθυνση, με ταχύτητα ανεξάρτητη της ταχύτητας πρόσκρουσης, ενώ τα διάφορα συστατικά ενός μείγματος αερίων ρέουν ανεξάρτητα το ένα από το άλλο [16]. Ο μηχανισμός αυτός διάχυσης καλείται «διάχυση Knudsen» και ο συντελεστής διάχυσης ( ) δίνεται από την παρακάτω εξίσωση:…”

“…Για το χαρακτηρισμό της πορώδους δομής και τη διερεύνηση των ιδιοτήτων διαπέρασης και εκλεκτικότητας των ανθρακούχων μεμβρανών πραγματοποιήθηκαν ολοκληρωτικά πειράματα διαπερατότητας απλής φάσης (καθαρών αερίων) και πειράματα σχετικής διαπερατότητας σε κλειστού τύπου, ιδιο-κατασκευασμένη διάταξη από ανοξείδωτο χάλυβα [16], η οποία παρέχει τη δυνατότητα εκτέλεσης πειραμάτων υπό κενό ή υπό πίεση και οι μετρήσεις γίνονται με την μέθοδο καταγραφής του ρυθμού αύξησης πίεσης σε κλειστό ογκομετρημένο χώρο που περιλαμβάνει την πλευρά του διηθήματος (Σχήμα 16).…”

“…Συγκεκριμένα, αν και το υπόστρωμα που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη των ανθρακούχων μεμβρανών της παρούσας ερευνητικής εργασίας (Vycor ® ), χαρακτηρίζεται από θερμική σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες, εντούτοις, όπως έχει αναφερθεί, πάνω από τους 850 °C παρατηρούνται δομικές διαφοροποιήσεις στην πορώδη δομή του. Συγκεκριμένα, η θερμική κατεργασία του Vycor ® έως τους 850 °C αν και δεν επιφέρει σημαντική αλλαγή στον όγκο των πόρων και στην ειδική επιφάνειά του, επιφέρει συνολική μείωση του μεγέθους των πόρων του (τόσο των στενώσεων όσο και των ευρύτερων πόρων του), ενώ πάνω από τους 1000 °C το μέγεθος των πόρων αυξάνεται, καθώς το υλικό αρχίζει να μαλακώνει πλησιάζοντας στη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης [16]. Βέβαια, η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης των κεραμικών υλικών μειώνεται σταθερά με το μέγεθος των περιοχών, ενώ εξαρτάται από το είδος του υλικού και τη διαμόρφωση της περιοχής (ελεύθερο υμένιο ή περιοχή περιορισμένη σε κάποιον πόρο, κ.τ.λ.)…”