变压吸附法是一种气体吸附分离技术,通过改变压力来实现气体的吸附和解吸过程。吸附分离是利用吸附剂对特定气体吸附和解析能力上的差异进行分离的。为了促进这个过程的进行,常用的有加压法和真空法等。吸附过程具有体积相对较小、自动化程度高、操作简单等特点。但变压吸附存在出气过程不稳定、产品气纯度有波动等问题。对于以能效为优先考虑的受约束的嵌入式系统,历来的解决方案是将Cortex处理器与
高纯氦气和工业氦气
变压吸附法是一种气体吸附分离技术,通过改变压力来实现气体的吸附和解吸过程。吸附分离是利用吸附剂对特定气体吸附和解析能力上的差异进行分离的。为了促进这个过程的进行,常用的有加压法和真空法等。吸附过程具有体积相对较小、自动化程度高、操作简单等特点。但变压吸附存在出气过程不稳定、产品气纯度有波动等问题。对于以能效为优先考虑的受约束的嵌入式系统,历来的解决方案是将Cortex处理器与SoCs中的DSP耦合,这增加了硬件和软件设计的复杂性。
低温冷凝吸附法是采用制冷机为冷源的分离方法,利用氦气沸点低的物理特性,达到分离气体的目的。此种方法适用于氦气使用量小、压力稳定且连续使用的工况。
把一圈导线缠绕在的超导材料上,再将其放置在液氦中,冷却至4.2开尔文、甚至更低,便可达到超导体所需的特殊温度条件,再向线圈中通入高强度电流。目前的稳定磁场位于美国佛罗里达大学高强磁场实验室,由一块超导磁铁产生,磁场强度足足高达地球磁场的150万倍。提纯过程需要提供冷源,由于要在高压操作条件下,自动化程度受到一定限制。
科学家们会利用技术分析实验室中发现的新材料的物理特性。有些材料后来被研发成了药品,如能够解决健康问题的新型;氦气应用于深海潜水、安全气囊、医学、核磁C共振成像机,以及包括光纤和半导体在内的技术领域。有些则被研发成了能够回收利用的绿色建筑材料。能源领域也取得了不少进步,研发出了更小、更便携、能量更高的电池,或可减少我们对碳燃料的依赖。但技术目前仍需要大量液氦,这点在短时间内暂时无法改变。
幸运的是,我们已经知道了如何更好地保护剩下的氦储备,并且在不断发现新的氦气池。我们明白了如何在氦逃逸到太空中之前予以回收利用,也开始研究能够在更高温度下运行的超导体。这些工作都费时费力、成本高昂,而且回收氦还需要大量化石能源提供的能量。与此同时,我们还要寻找更多的氦气来源,并找到更好的回收途径。我们可以从少买几个氦气球这样的小事做起。下次放飞氦气球之前,不妨三思而后行。技术利用氦气沸点低的特点,通过使用液氮等冷源,冷凝并分离混合气中的氮气等杂质,再通过吸附材料二次去除氦气内所含杂质用以获得高纯度氦气。

氦是所有元素中不活泼的元素,极难形成化合物,这是因为氦的原子核到电子层距离很小,并且达到了稳定结构。它的性质便决定了用途,氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂等等。2017年2月6日,南开大学的王慧田、周向锋团队及其合作者在《Nature Chemistry》上发表了有关在高压条件下合成氦钠化合物——Na2He的 ,结束了氦元素无化合物的历史,标志着我国在稀有气体化学领域走到了前沿。然后他们在金刚石压腔实验中真的创造出了前所未见的化合物:Na2He。
氦气广泛应用于军事、科研、石化、制冷、医学、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、深海潜水、焊接、光电子产品生产等。
氦气可用作高真空装置、原子核反应堆 在火箭、宇宙飞船上用作输送液氢、液氧等液体推进剂的加压气体。氦气还用作原子反应堆的清洗剂,在海洋开发领域的呼吸用混合气体中,气体温度计的填充气等。
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