Formation en adsorption

Leçon 1 • Aperçu des applications industrielles

Applique les principes d'adsorption aux utilisations réelles de séparation, purification et catalyse. Motive la profondeur technique en reliant la théorie à la pratique professionnelle.

Leçon 2 • Types d'interactions d'adsorption

Différencie la physisorption et la chimisorption par le type de liaison, l'énergie et la réversibilité. Fournit le cadre de classification utilisé tout au long du cours.

Leçon 3 • Concepts thermodynamiques clés

Applique l'énergie libre de Gibbs, l'enthalpie et l'entropie à la spontanéité de l'adsorption. Relie la favorabilité thermodynamique au comportement observable de l'adsorption.

Leçon 4 • Terminologie de l'adsorbant et de l'adsorbat

Établit un vocabulaire précis pour les matériaux adsorbants et les espèces adsorbées. Assure un langage cohérent pour la conception expérimentale et le rapport.

Leçon 1 • Adsorbants de gel de silice et d'alumine

Couvre la chimie des groupes hydroxyle de surface de la silice et de l'alumine amorphes et leur affinité pour l'humidité. Positionne ces matériaux pour les applications d'adsorbat polaire et de dessiccation.

Leçon 2 • Méthodes de caractérisation de la surface et des pores

Enseigne l'analyse BET, la porosimétrie au mercure et la microscopie électronique pour la caractérisation des adsorbants. Relie les résultats de mesure aux prédictions de capacité d'adsorption.

Leçon 3 • Réseaux métallo-organiques et nouveaux matériaux

Introduit les MOF, le biochar et les résines polymères comme nouveaux adsorbants à haute surface spécifique. Met en évidence les avantages de l'ajustabilité par rapport aux matériaux conventionnels.

Leçon 4 • Adsorbants de charbon actif

Examine la structure des pores, la chimie de surface et les voies de production du charbon actif. Établit le charbon actif comme matériau de référence de base pour les comparaisons.

Leçon 1 • Modèles d'isothermes avancés

Couvre les modèles de Temkin, Sips et Dubinin-Radushkevich pour les systèmes complexes. Guide la sélection du modèle basé sur l'hétérogénéité du système et la distribution d'énergie.

Leçon 2 • Modèles d'isothermes de Freundlich et BET

Présente les modèles empiriques de Freundlich et BET multicouche pour les systèmes hétérogènes et à haute couverture. Compare les plages d'applicabilité à travers les paires adsorbant-adsorbat.

Leçon 3 • Modèle d'isotherme de Langmuir

Dérive l'équation de Langmuir à partir des hypothèses de monocouche et de surface homogène. Enseigne la linéarisation et l'extraction de paramètres à partir de données expérimentales.

Leçon 4 • Concept d'équilibre d'adsorption

Définit l'équilibre comme un équilibre dynamique entre les vitesses d'adsorption et de désorption. Établit l'isotherme comme l'outil principal pour la représentation de l'équilibre.

Leçon 1 • Mécanismes de transfert de masse

Identifie la diffusion du film externe, la diffusion macroporeuse et la diffusion microporeuse comme des résistances séquentielles. Établit le concept d'étape limitante de vitesse pour la conception du système.

Leçon 2 • Modèles de diffusion intraparticulaire

Utilise les modèles de Weber-Morris et Bangham pour diagnostiquer les stades de fixation contrôlés par diffusion. Relie les tracés multi-étapes aux mécanismes séquentiels de transfert de masse.

Leçon 3 • Coefficients de transfert de masse externe

Calcule les coefficients de transfert de masse du film à l'aide de corrélations sans dimension. Relie la vitesse du fluide, la taille des particules et la diffusivité à la résistance externe.

Leçon 4 • Modèles de pseudo-premier ordre et pseudo-second ordre

Applique les équations cinétiques de Lagergren et Ho-McKay aux données d'adsorption par lots. Enseigne l'estimation des paramètres et l'interprétation physique des constantes de vitesse.

Leçon 1 • Fondamentaux de la colonne à lit fixe

Décrit la zone de transfert de masse, le front d'adsorption et le concept de percée dans les lits garnis. Fournit la base conceptuelle pour tous les calculs de conception de colonne.

Leçon 2 • Modèles de Thomas et Bohart-Adams

Ajuste les équations de Thomas et Bohart-Adams aux données de percée pour la prédiction de la capacité et de la vitesse. Guide la sélection entre les modèles basée sur les hypothèses du système.

Leçon 3 • Modèles de Yoon-Nelson et BDST

Applique les modèles de Yoon-Nelson et de temps de service en fonction de la hauteur du lit pour un dimensionnement rapide de la colonne. Permet la prédiction du temps de service à différentes hauteurs de lit et débits.

Leçon 4 • Analyse de la courbe de percée

Extrait la capacité de la colonne, la longueur de la ZTM et l'utilisation du lit à partir des courbes de percée expérimentales. Relie la forme de la courbe à l'efficacité du transfert de masse.

Leçon 1 • Adsorption par variation de température (TSA)

Couvre les cycles de désorption entraînés par le chauffage, les besoins énergétiques et la stabilité thermique de l'adsorbant. Identifie l'adéquation du TSA pour les espèces fortement adsorbées.

Leçon 2 • Principes de la régénération des adsorbants

Explique comment l'inversion des conditions d'équilibre entraîne la désorption et restaure les sites actifs. Cadre la régénération comme le cœur économique et opérationnel de l'adsorption cyclique.

Leçon 3 • Régénération chimique et par solvant

Utilise l'ajustement du pH, les solvants compétiteurs ou l'élution chimique pour déplacer les espèces chimisorbées. Aborde la récupération du solvant et la minimisation des déchets dans les systèmes en phase liquide.

Leçon 4 • Adsorption par variation de pression (PSA)

Décrit les cycles de pression rapides pour les séparations en phase gazeuse avec un faible apport énergétique. Analyse les configurations de cycle PSA, y compris les variantes Skarstrom et à dépression.

Leçon 1 • Modélisation mathématique des systèmes d'adsorption

Formule les bilans de masse, les bilans d'énergie et les équations de vitesse pour les systèmes à lit garni. Établit le cadre EDP gouvernant utilisé dans les logiciels de simulation.

Leçon 2 • Optimisation multi-objectifs des procédés

Équilibre les objectifs concurrents tels que la capacité, l'énergie et le débit à l'aide d'algorithmes d'optimisation. Introduit l'analyse du front de Pareto pour la visualisation des compromis.

Leçon 3 • Outils logiciels de simulation de procédés

Introduit des simulateurs commerciaux et open-source pour la modélisation des procédés d'adsorption. Guide la configuration du modèle, la saisie des paramètres et l'interprétation des résultats.

Leçon 4 • Plan d'expériences pour l'adsorption

Utilise des plans factoriels et de surface de réponse pour cartographier efficacement l'espace de performance d'adsorption. Réduit la charge expérimentale tout en maximisant la couverture des paramètres.

Leçon 1 • Traitement de l'eau et des eaux usées

Examine les systèmes de charbon actif et d'échange d'ions pour l'eau potable et le polissage des effluents. Relie les objectifs de pureté réglementaires aux paramètres de conception de la colonne.

Leçon 2 • Purification alimentaire et pharmaceutique

Couvre la purification chromatographique et adsorptive des sucres, des acides aminés et des ingrédients pharmaceutiques actifs (API). Aborde les normes d'hygiène et les exigences de qualité du produit.

Leçon 3 • Séparation de l'air et purification des gaz

Analyse les systèmes de production d'oxygène/azote par PSA et de purification d'hydrogène. Relie la sélection de l'adsorbant, la conception du cycle et les objectifs de pureté aux spécifications industrielles.

Leçon 4 • Capture du carbone et stockage de gaz

Évalue les technologies de capture du CO2 sur sorbant solide et de stockage du méthane. Relie la sélection du matériau et la conception du cycle aux objectifs d'efficacité de capture.