沸石分子筛的性能与应用研究

近年来,沸石分子筛由于具有独特的性能,已经在吸附分离、催化等领域取得了广泛的应用。介绍了沸石分子筛的性能及其在干燥和净化领域、吸附分离、催化领域的应用。对沸石分子筛的研究提出几点建议:1)研制价格低廉的沸石分子筛;2)研究沸石分子筛的合成及改性,提高其吸附容量和选择性;3)建立和完善评价吸附剂性能的定量指标。     

沸石分子筛在大气与水污染治理中的应用

在社会快速发展的背景下,我国在经济建设方面取得了重要成绩。但是随着经济发展,我国发生了大气与水污染问题,这无疑会制约社会可持续发展。基于此,更加需要积极采取大气与水污染治理措施,促进人与自然和谐共生。而通过将沸石分子筛应用在大气与水污染治理中,有助于落实大气与水污染治理任务,践行环境保护战略。基于此,有必要探究沸石分子筛在大气与水污染治理应用方法、手段。本文对沸石分子筛在大气与水污染治理应用进行了研究,旨在为大气与水污染治理工作的高效推进奠定坚实基础。     

以天然硅铝质黏土矿物为原料制备沸石分子筛及其应用

沸石分子筛是一种具有规则孔道结构的硅铝酸盐晶体,在气体吸附分离、工业催化、重金属离子污染治理等领域被广泛应用。传统沸石分子筛的水热合成常以含硅、铝的化工产品以及有机模板剂为原料,不仅价格昂贵,且污染环境。因此,开展以天然黏土为原料绿色合成沸石分子筛的相关研究,将廉价的天然黏土资源转化成高附加值的化工产品,具有重要的研究意义与经济效益。从天然黏土活化工艺、黏土基沸石合成工艺技术及相关机理等方面介绍了黏土基沸石分子筛的研究进展,重点综述了黏土基沸石分子筛作为工业固体酸催化剂、气体吸附分离反应器及重金属吸附剂的应用,并对黏土基沸石分子筛的未来发展趋势进行了展望。     

粉煤灰制备沸石分子筛的研究进展

本文综述了利用工业废弃物-粉煤灰合成沸石分子筛的最新进展,包括水热法、两步法、碱熔融法等合成工艺,评价了各种合成方法的特点及存在的问题,并对粉煤灰合成沸石分子筛在化工行业、水处理、废气治理以及放射性废物处理等领域的最新应用进展进行了介绍,展望了粉煤灰合成沸石分子筛的研究及应用前景.     

沸石分子筛对苯系物的吸附脱除研究进展

阐述了沸石分子筛对苯系物的吸附脱除原理，并探讨了沸石分子筛对苯系物吸附脱除性能的改进方法，包括沸石分子筛结构优化、减弱亲水性、阳离子补偿、孔道多极化及复合分子筛等。在流量大、压降高时，分子筛转轮吸附技术对苯系物吸附脱除效率高，此技术在工业领域应用广泛。目前沸石分子筛对苯系物的吸附脱除需要解决的问题还有如何提升疏水性、稳定性以及选择性。     

粉煤灰基沸石分子筛的合成及应用进展

煤炭在燃烧利用过程中产生大量的粉煤灰。我国粉煤灰产量高居世界第1位,由于综合利用率只有70%,仍有大量粉煤灰露天堆存,造成严重的环境污染和资源浪费。消除粉煤灰的环境污染、提高其资源化利用率对我国循环经济的发展具有重要的现实意义。我国粉煤灰的利用由早期的粗放型规模化利用逐渐向精细型高值化利用转变。由于粉煤灰中富含硅铝元素,以粉煤灰为原料合成沸石分子筛是近年来粉煤灰高值化利用的研究热点。从4个方面对粉煤灰基沸石分子筛的合成及应用展开论述。首先,介绍了粉煤灰的形成、物化性质及其危害和治理利用现状。粉煤灰是一些矿物组成不同、形态不同的颗粒的机械混合物,其性质与原煤的成分、产地和燃烧方式有关。而粉煤灰的特性是决定其综合利用方式的关键。其次,论述了粉煤灰的3种主要活化方式,包括机械活化、水热活化和碱(盐)融活化。粉煤灰中的硅铝元素主要以非晶矿物玻璃体形式存在,其表面是致密的玻璃质外壳,粉煤灰合成沸石分子筛的关键问题是如何使硅和铝被充分活化,并得到有效利用。相比于机械研磨活化和碱(盐)熔融活化,水热活化有更高的活化效率和较低的能耗。第3部分论述了粉煤灰基沸石分子筛放入水热合成方法,重点介绍了直接水热合成法、碱融-水热合成法、微波/超声波-水热合成法、晶种法和转晶法。粉煤灰合成沸石分子筛一般均基于水热合成过程,多步水热处理可提高产物纯度,辅以超声、微波、碱熔融和添加晶种等方法可提高产率、晶化速率和结晶度。转晶法可极大拓展粉煤灰基沸石的骨架类型和酸性位,是更有利的粉煤灰基沸石分子筛的制备技术。最后,概述了粉煤灰基沸石分子筛的应用。粉煤灰基沸石分子筛的应用尚处于探索阶段,主要用于环境治理领域,包括工业废水中重金属离子的吸附脱除、大气污染物的吸附脱除以及温室气体CO2吸附。     

粉煤灰基沸石改性的研究现状

粉煤灰特殊的化学组成，使其能够合成不同类型的沸石分子筛，在离子交换、吸附领域表现出良好性能，被广泛应用于废水、废气处理领域。国内外许多学者对粉煤灰基沸石分子筛的合成方法、结构表征、实际应用均有研究，但由于分子筛自身的局限性，为了制备出具有实际应用价值的粉煤灰沸石，需要对其改性。介绍了不同类型粉煤灰基沸石分子筛的结构特点和合成条件，在此基础上，论述了沸石的多种改性原理和方法，并对粉煤灰基沸石分子筛在现实中的应用现状和发展前景进行展望。     

ZSM-5分子筛吸附剂应用于污染治理的研究进展

简要介绍了ZSM-5分子筛的结构，综述了ZSM-5分子筛作为吸附剂处理大气以及水污染的研究进展。阐述了该材料在吸附领域中的优势及其发展趋势，小结了ZSM-5分子筛在水和大气污染治理方面的应用及发展方向，提出了针对处理对象来调整孔道结构和半径、硅铝比以及负载活性成分，以提高其吸附容量，为环境污染治理提供指导。     

分子筛晶内扩散系数测定方法的研究进展

表征沸石分子筛晶内扩散的基础理论和实验技术的发展,对促进沸石分子筛的深入研究及其在催化、吸附领域的应用具有十分重要的意义。本文较全面地评述了国内外沸石分子筛晶内扩散系数测定领域的研究现状。介绍了分子筛晶内扩散系数的基本分类及其影响因素;在此基础上综述了国内外测定晶内扩散系数的各种方法以及每种方法的优缺点。两类测定方法中,宏观法在工业领域应用广泛,微观法则适合于理论研究。最后,简要比较了晶内扩散系数多种方法的测定结果并对其发展方向进行了展望。     

电子显微镜研究分子筛的新进展

电子显微镜在沸石分子筛的研究中起着重要的作用.阐述了透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)技术研究沸石分子筛的原理,描述了使用不同种类的电子显微镜剖析沸石分子筛的形态、尺寸、粒径分布等,并介绍了近年来电镜技术对沸石分子筛,特别是对新型功能介孔材料及手性介孔材料的研究进展.电子显微镜的发展将推动分子筛及纳米材料在选择性催化/吸附过程中的应用.     

基于吸附法的氨气试验处理研究

针对室内检测中氨气给人体带来的危害,提出一种基于沸石分子筛改性的室内氨气吸附处理方法。为验证沸石分子筛改性的可行性,利用氨气与金属氯化物容易形成络化物的原理,对13X沸石分子筛进行改性,得到经氯化铜和氯化镍改性后的吸附效果更佳;以改性后的13X沸石分子筛作为原材料,分析不同吸附颗粒大小、浸渍液浓度、吸附压力等对吸附效果的影响;最后根据上述的实验结果,找到最佳的试验处理方法,以此提升对空气中氨气吸附的效果。     

徐州地区煤系高岭土合成4A沸石分子筛

研究以徐州地区煤系高岭土为原料、NaOH溶液为浸取液,先于550℃煅烧2 h得到偏高岭土,再在全密封反应釜中通过偏高岭土和NaOH溶液（固液质量比1∶20）之间的水热反应制备4A沸石分子筛[Na12(Al12Si12O48)·27H2O]。并采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶转换红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和N2吸附脱附等测试手段对4A沸石分子筛进行表征。结果表明,煤系高岭土经550 ℃煅烧2 h后转变成无定形态的偏高岭土,碱浸取后变成4A沸石分子筛;合成4A沸石分子筛过程中NaOH溶液的最佳浓度是2 mol/L;4A沸石分子筛具有狭缝状孔道,但孔的形状和分布不均匀。     

VOCs在分子筛上吸附性能的研究进展

简单介绍了一些常见分子筛的构型及特点,讨论了不同构型分子筛对各种VOCs废气吸附效果的研究进展。总结了各类分子筛对VOCs的吸附特性,发现立方构型的分子筛对VOCs废气的吸附效果最佳。小结了影响分子筛吸附性能的因素,发现分子筛的比表面积、孔容、硅铝比、表面官能团等自身性质都会对吸附VOCs废气的性能产生一定的影响。另外,分子筛的吸附容量还与吸附时的进气流速、入口气体浓度、吸附剂床层高度等工况有关。最后,对现有研究做了总结与展望,为分子筛吸附VOCs的合理应用提供了理论支持。     

改性沸石分子筛降低脱附温度的研究

针对沸石吸附式制冷中沸石的脱附温度较高而限制了其应用范围 ,研究采用复合改性使其脱附温度降低 ,发现沸石分子筛复合材料能大幅度降低其脱附温度 ,制冷量和COP有较大的提高。在初步探讨了其吸附机理时指出 ,在过程中起决定作用的是弱吸附中心 ,而复合材料的弱吸附中心比沸石 1 3X增加了 90 %。     

应用于烟气中CO2捕集的固体吸附材料研究进展

固体吸附法捕集二氧化碳技术具有吸/脱附性能优良、设备轻便灵活、环保和低成本的优势，被认为是实现电厂烟气中碳捕集最具前景的技术之一。国内外学者对于可应用于电厂烟气中二氧化碳捕集的固体吸附材料开展了大量的研究并取得一定进展。该文综述了近些年沸石分子筛、金属有机框架材料（MOFs）和活性炭（ACs）等吸附材料的研究现状；归纳并分析了各类吸附材料的应用优势和在工程应用中存在的问题；总结了各类材料吸附性能的主要影响因素和吸附机理等。最后，展望了固体吸附材料的发展方向。     

分子筛催化剂的研究进展

综述了常用分子筛催化剂的研究现状及发展趋势,总结了烷烃异构化的反应特点,介绍了具有代表性的中孔分子筛类催化剂、硅磷铝分子筛类催化剂、杂多酸等催化剂的合成方法、条件及应用前景。着重介绍了各类催化剂的性能和最新研究状况,具体包括MCM-41、SAPO-11、沸石分子筛等,同时对目前面临研究问题进行概述。最后指出绿色、中低温合成烷烃异构化催化剂将是未来的研究热点。     

Experimental and theoretical studies of equilibrium isotherms for pure light hydrocarbons adsorption on 4A zeolite

Experimental and theoretical studies were reported on equilibrium isotherms of pure methane and ethane adsorption on 4A molecular sieve zeolite at 301 K. The experimental equilibria data were measured using the constant-volume method. The Langmuir, the Freundlich, and BET equations were used to fit the pure component experimental data. The results show that both the Langmuir and Freundlich equations correlated the pure component experimental data fairly well with a correlation coefficient of 0.998 and 0.977 for methane and ethane, respectively. The results of this study showed that ethane was more selectively adsorbed than methane on 4A molecular sieve zeolite.     

粉煤灰基沸石用于飞行器尾焰红外抑制的分析与展望

颗粒介质的抗红外辐射方式是飞行器尾焰隐身的重要手段之一。为促进颗粒系材料抑制红外辐射的研究和发展,对尾焰隐身进行了系统分析。红外辐射抑制的内涵在于改变红外波段和削弱红外辐射的强度。通过综述粉煤灰基沸石的研究进展、颗粒材料气溶胶抑制红外辐射和喷射方式的研究进展,结合飞行器尾焰辐射组分分析,总结了目前存在的问题和日后的发展方向。粉煤灰作为火力发电厂产生的固体废弃物之一,具有产量高、成本低的特点。提出将粉煤灰在一定条件下合成沸石分子筛,并进一步制备粉煤灰基沸石负载改性二氧化钛材料,将其作为颗粒系应用材料,用于尾焰红外辐射的抑制,可以实现变废为宝,在降低制备成本的前提下保护了环境与人类健康,促进社会的可持续发展。对目前沸石各成分抑制红外辐射效果的研究进行了综述,利用其对高红外辐射气体的强吸附性以及改性二氧化钛的光催化性能进行可行性分析,设计了颗粒吸附和遮蔽喷射结构,充分展示了粉煤灰基沸石的优势,并对该材料在飞行器尾焰隐身方面的应用前景提出展望。