Alle promoties, intree- en afscheidsredes worden gehouden in de Aula van de TU Delft, Mekelweg 5, Delft
Scheiding
8-05-01 | 10.30 uur
Hr. W. Zhu| scheikundig ingenieur
Promotoren | Prof.dr. J.A. Moulijn en prof.dr. F. Kapteijn (beiden fac. TNW)
Adsorption and diffusion in microporous materials: An experimental study with the TEOM
De adsorptie- en diffusie-eigenschappen van microporeuze materialen heeft Zhu bepaald met de een nieuwe experimentele techniek, TEOM genaamd (tapered-element oscillating microbalance). De betrouwbaarheid van deze TEOM-techniek wordt in het proefschrift van Zhu geïllustreerd door de goede overeenstemming van de isothermen met de literatuur verkregen met andere technieken. Voor het eerst is een twee-staps adsorptiegedrag gevonden voor de isothermen van enkelvertakte alkanen in silicaliet-1. De adsorptie kan worden gezien als het vullen van het porievolume op twee verschillende adsorptie-locaties, in de kanalen en op het kruispunt van twee kanalen. Dit gedrag kan worden beschreven door een dual-site Langmuir model. Het geobserveerde adsorptie-gedrag kan worden toegeschreven aan het entropieverschil tussen de positie in de kanalen en in de kruisingen. Door de hoge kwaliteit van de isothermen kunnen thermodynamische grootheden als adsorptie-enthalpie en -entropie nauwkeurig worden bepaald. Het diffusiegedrag van lineaire en vertakte C6 alkanen in silicaliet-1 zijn ook met de TEOM-techniek onderzocht. De ontwikkelde modelvergelijkingen maken het mogelijk om de intrakristallijne diffusie te bepalen aan hand van dynamische adsorptie- en desorptiemetingen, uitgevoerd in het niet-lineaire adsorptie gebied, waardoor het maken van aannames om de vergelijkingen analytisch op te lossen kan worden vermeden. De diffusiecoëfficiënten bij een bezettingsgraad van nul, die bepaald zijn voor verschillende gassen, zijn in goede overeenstemming met de zero-length column methode en andere chromatografische technieken. De adsorptie-isothermen van de lagere koolwaterstoffen in een andere kristallijne poreuze structuur, de clathrasil DD3R, zijn voor het eerst bepaald over een breed druk- en temperatuurgebied, procescondities relevant voor praktijktoepassing. Propeenmoleculen adsorberen sterk in de holtes van DD3R, terwijl propaan helemaal niet adsorbeert. DD3R is, doordat het geheel uit SiO2 bestaat, inert, hydrofoob, stabiel tot hoge temperatuur en heeft een goede adsorptiecapaciteit voor propeen. Effectieve scheiding van propaan/propeen mengsels lijkt dus mogelijk te zijn.