Синергетические и антисинергетические диффузионные влияния

Разделение смесей в адсорберах с неподвижным слоем зависит от таких факторов, как: (1) селективность адсорбции, D1/D2, (2) постоянные времени диффузии, Di/rc2, и (3) селективность диффузии D1/D2. При синергетическом разделении внутрикристаллическая диффузия молекул-гостей способствует повышению селективности, определяемой термодинамикой адсорбции смеси. При антисинергетическом разделении внутрикристаллическая диффузия приводит к изменению иерархии селективности, определяемой равновесием адсорбции. В обоих сценариях производительность желаемого продукта в адсорбционных процессах с неподвижным слоем критически зависит от постоянных времени диффузии, Di/rc2; они должны быть достаточно низкими, чтобы диффузионные воздействия были эффективными. Кроме того, отношение D1/D2 должно быть достаточно большим для проявления синергетического или антисинергетического воздействия. Как синергетическое, так и антисинергетическое разделение имеют две общие отличительные характеристики. Во-первых, при кратковременном поглощении внутри кристаллов более подвижный компонент достигает сверхравновесных нагрузок на начальных этапах переходного процесса. Такие выбросы, свидетельствующие о диффузии против градиента концентрации, порождаются перекрестными коэффициентами термодинамических поправочных факторов. Во-вторых, молярные нагрузки компонентов, отображенные в пространстве составов, следуют извилистым путям равновесия. Если перекрестные коэффициенты пренебречь, выбросы в нагрузках более подвижного компонента не наблюдаются, и нагрузки компонентов следуют монотонным путям равновесия. Важный вывод заключается в том, что моделирование разделения смесей в адсорберах с неподвижным слоем требует использования уравнений Максвелла-Стефана, описывающих диффузию смесей с использованием градиентов химического потенциала в качестве движущих сил. Данная презентация основана на моей статье: Krishna, R. Synergistic and Antisynergistic Intracrystalline Diffusional Influences on Mixture Separations in Fixed Bed Adsorbers. Precision Chemistry 2023, 1, 83-93. https://doi.org/10.1021/prechem.2c00003. Также посмотрите мое видео «Ода кинетическим разделениям» на моем канале YouTube: https://www.youtube.com/@rajamanikrishna250/videos