1960年Skarstrom提出PSA專利,他以5A沸石分子篩為吸附劑,用一個兩床PSA裝置,從空氣中分離出富氧,該過程經(jīng)過改進,于60年代投入了工業(yè)生產(chǎn)。80年代,變壓吸附技術的工業(yè)應用取得了突破性的進展,主要應用在氧氮分離、空氣干燥與凈化以及氫氣凈化等。其中,氧氮分離的技術進展是把新型吸附劑碳分子篩與變壓吸附結合起來,將空氣中的O2和N2加以分離,從而獲得氮氣。
有機世界的"主角"--碳C 碳在地球上雖不算太少,但也不算太多,按重量計算,占地殼中各元素總重量的千分之四,按原子總數(shù)計算不超過千分之一點五,然而,碳的足跡卻遍布全球。
自然界中存在一種天然硅鋁酸鹽,它們具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用。這種天然物質稱為沸石,人工合成的沸石也稱為分子篩。分子篩的化學組成通式為:(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O,M代表金屬離子(人工合成時通常為Na),n代表金屬離子價數(shù), x代表SiO2的摩爾數(shù),也稱為硅鋁比,p代表水的摩爾數(shù)。分子篩骨架的基本結構是 SiO4和AlO4四面體,通過共有的氧原子結合而形成三維網(wǎng)狀結構的結晶。這種結合形式,構成了具有分子級、孔徑均勻的空洞及孔道。由于結構不同,形式不同,“籠”形的空間孔洞分為α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “籠”的結構。A型、X型和Y型分子篩的晶體結構見圖1,圖2。