了消除不纯气体的影响，样品管以10K/m的升温速度升到623K并保持几小时。同时，歧管和样品管的容积被几次氦气膨胀和重新脱气所填充。然后，大量的CO2和N2通过自动控制阀门被提供到歧管和样品管。
3.结果和结论
图 2
图2显示了合成的NaY颗粒的X射线衍射谱图和SEM图。发现大约为1 μm的统一尺寸的合成的NaY颗粒与标准的NaY颗粒X射线衍射图相一致。
NaY分子筛的表面积，微孔体积和孔径通过在77.3K温度下用氮气吸附通过ASAP2020系统测得。合成的NaY分子筛的比表面积为723 m2/g，微孔面积为677 m2/g和微孔体积为0.35 cm3/g。孔径尺寸分布图呈现在图3中。图3显示了合成的NaY分子筛颗粒独特的尺寸分布。 用合成的NaY分子筛颗粒对单一的CO2和N2气体的吸附等温线在温度为303, 323, 348, 373, 398, 423, 448 和 473 K与压强为 100 kPa的条件下测得。图4a和4b显示了合成的NaY颗粒在不同的温度和压力下对CO2和N2各自的吸附等温线。在温度和压力的试验范围内NaY分
图 3
图 4
子筛对CO2的吸附数量显著的比吸附N2的数量大得多。例如，303 K和100 kPa的条件下吸附CO2和N2的数量分别是4.8 mol/kg和 0.33 mol/kg。而且，当吸附温度升高的时候，发现NaY分子筛吸附CO2和N2的量减少。图5比较了在温度为303K和473K的条件下合成的NaY对CO2和N2的吸附等温线。显然的，吸附气体分子的数量特别是CO2在473K比那些在303K的吸附能力更低。
图 5
合成的NaY分子筛对单一气体的吸附摩尔比（CO2/N2）显示在图6中。适合于Toth模型的光滑曲线也绘制在了图中。摩尔比越大，NaY分子筛吸附CO2越多。在同样的温度下，压力增加，摩尔比减少。例如在348K温度下，摩尔比降低从105到26当压强从6.67kPa升到100kPa时。在低的压力下，摩尔比随着温度的升高而降低。然而在更高的压力下，随着温度的增加摩尔比趋于增加只到到达一个相对平坦的区
图 6
域。综合所有的试验温度和压力，最低的摩尔比是15，此时的条件是303K和100kPa。换言之，由于CO2的优先吸附，NaY分子筛颗粒或膜对于CO2/N2混合气体可能能玩笑哼一个很好的选择性通透，这将能用于燃料气体的碳捕获。
在文献中对于适宜的多种多孔介质对CO2的吸附有很少的吸附等温线。例如，Harlick和 Tezel (2004)，Li和 Tezel (2007)在低于373K的温度下用各种的分子筛像β, 5A, 13X, NaY, H-Y和H-ZSM测量CO2的吸附等温线。Siriwardane et al. (2003)用变压吸附技术主要注意力集中在天然的分子筛。Walton et al. (2006)和Maurin et al.(2005)也研究了NaX和NaY分子筛对CO2的吸附等温线。在本实验中为了比较和其他实验的CO2吸附能力，在研究中我们在尽量接近文献和测量的接近室温和100kPa条件下测定CO2的吸附等温线，显示在图7中。我们发现和其他吸附剂包括NaX, 13X, ZSM-5, Zeocarbon和天然分子筛相
图 7
比较，本研究中NaY分子筛对于CO2的吸附等温线比Walton et al. (2006)的结果更好。在本研究中用合成的NaY颗粒在303K和80kPa的压力下吸附CO2是4.6mol/kg，而Walton et al. (2006)在298K条件下是4.9mol/kg。本研究中略高于文献，然而，本研究中CO2吸附的测量在低于50kPa的压力下显然比Walton et al. (2006)获得的更高。而且在本实验中用的吸附温度是303K，而Walton et al. (2006)的那些测量都是在298K。因此我们有理由推断，本实验中合成的NaY颗粒在298K时对CO2的实际吸附要接近或高于Walton et al. (2006)获得的。换言之，可靠的结论是：与可用的文献中吸附等温线相比较，本研究中合成的NaY分子筛颗粒能够更好地完成CO2吸附过程。
需要提及的是，水分的存在影响NaY分子筛对CO2的吸附因为分子筛孔主要被水分子阻塞。在这个实验中我们测量合成的NaY分子筛对CO2和N2的吸附等温线，但是我们合成捕获CO2的分子膜是在模拟的