活性炭负载氢氧化镧吸附剂的制备及其吸附性能研究

采用共沉淀法成功合成了分布均匀的针棒状C-La(OH)₃复合材料，以实现水体中磷酸盐的有效去除。通过一系列实验考察了吸附时间、吸附温度、溶液pH和溶液初始浓度对吸附的影响，并通过循环再生实验考查了吸附材料的重复利用性能。结果表明C-La(OH)₃对磷酸盐的吸附过程是吸热过程，在25℃条件下吸附量为48.681 mg/g,吸附材料可以循环使用五次，是一种既高效又经济的除磷材料。     

Ce-Zn复合吸附剂的制备及除磷性能研究

以Ce(NO₃)₃·6H₂O和Zn(NO₃)₂·6H₂O为原料，采用共沉淀法制备Ce-Zn复合吸附剂，利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其进行表征，对吸附过程进行动力学和热力学拟合，通过正交实验确定吸附除磷的最佳工艺条件，并对吸附剂进行再生处理，研究其可循环利用性能。结果表明，复合吸附剂表面生成了水合氧化铈和氧化锌颗粒，表面粗糙，呈多孔结构；磷酸盐离子取代复合吸附剂表面的金属羟基是吸附除磷的主要原因。除磷最佳工艺条件：磷初始质量浓度为5 mg/L,pH为4,Ce-Zn复合吸附剂投加量为0.07 g、反应时间为240 min；吸附过程符合Freundlich等温模型和准二级动力学方程，反应自发进行，且为吸热反应；利用碱液对吸附剂进行3次循环脱附再生，对磷的去除率保持在90%以上，证明该吸附剂可以循环使用。     

竹基纤维素纳米纤丝交联改性后对水体中低浓度磷的吸附

通过优化制备条件,将竹基纤维素纳米纤丝（cellulose nanofibrils,CNFs）与聚酰胺环氧氯丙烷树脂（polyamide epichlorohydrin resin,PAE）进行交联,随后负载Fe(OH)₃,得到了吸附废水中低浓度磷的新型复合材料CNFs-PAE-Fe。与其他交联剂相比,竹基纤维素纳米纤丝与PAE交联并负载后展现出更好的机械强度和吸附性能。通过BET比表面积测量、热重分析、FTIR、扫描电镜、XPS能谱分析,探究了交联负载Fe(OH)₃前后材料的孔径、热稳定性、表面形貌、元素组成等。CNFs-PAE-Fe对磷的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,这表明改性材料对磷的吸附过程是以化学吸附为主的单分子层吸附。CNFs-PAE-Fe在较宽的pH范围下对低浓度磷都保持着较好的吸附性能,当pH=4.0时吸附容量最高,达到9.11mg/g。对吸附饱和的改性材料进行再生研究,洗脱液V(NaCl)∶V(NaOH)配比为3∶2时再生效果最好。解吸后的材料经冷冻干燥,重复利用5次,仍保持较好的强度和完整的形貌。     

碱性吸附剂对燃煤烟气中SO3的吸附特性

炉膛内高温燃烧和选择性催化还原(SCR)催化剂产生的SO₃会严重损害设备和运行安全。本研究在模拟烟气条件下考察了Ca(OH)₂、Mg(OH)₂、NaHCO₃、NaHSO₃四种碱性吸附剂对SO₃的吸附性能，并研究了烟气气氛和温度对优选吸附剂的SO₃吸附能力的影响。采用热重分析研究了吸附剂的分解过程，对反应前后的吸附剂形貌结构特性进行了研究。结果表明：NaHCO₃和NaHSO₃两种吸附剂在中高温下都具有良好的吸附效果；NaHCO₃和NaHSO₃在自身分解和吸附SO₃的过程中释放气体产物而改善了吸附剂孔隙结构，提高了吸附剂对SO₃的吸附效果；烟气中的SO₂与SO₃在NaHCO₃上的吸附过程中存在竞争吸附，降低了NaHCO₃对...     

钙镁氧化物及氢氧化物脱除SO3协同防治催化剂低温失活

在实验室中试台架上，开展了Ca(OH)₂、CaO、Mg(OH)₂和MgO四种碱基吸附剂粉体喷射脱除烟气SO₃的实验，研究了碱基吸附剂脱除烟气SO₃的影响因素，探究了碱基吸附剂脱除SO₃技术对选择性催化还原（SCR）催化剂硫酸氢铵失活温度的影响。采用比表面积法（BET）、傅里叶红外光谱（FTIR）等手段对吸附剂进行表征，以判断吸附产物和吸附机理。结果显示：碱基氢氧化物吸附剂的SO₃脱除效果优于碱基氧化物吸附剂；Mg基吸附剂优于Ca基吸附剂；当烟气中SO₃浓度为35μL/L时，Mg(OH)₂含量为600mg/m³时具有最高的SO₃脱除效率，达到95%左右。对低温失活后的SCR催化剂进行FTIR表征证实了催化剂表面硫酸氢铵的生成。此外，通过碱基吸附剂降低烟气中SO₃浓度后，SCR催化剂在低温时的失活得到了显著缓解，可明显降低SCR催化剂的硫酸氢铵失活温度约20℃，有助于挖掘机组调峰深度。     

Mg(OH)2及与Al3+离子共存时去除植酸的性能与机理研究

通过低浓度镁离子和氢氧根离子自然沉淀，低温4°C减慢合成速度来合成Mg(OH)₂，并研究其对于IHP的吸附去除作用和机理。研究结果表明：IHP在Mg(OH)₂表面的吸附热力学符合Freundlich模型，且吸附速率较快，在反应3 min时已达到平衡吸附量的75%。而且Mg(OH)₂对于IHP的吸附具有pH依赖性。对于其机理研究发现，IHP的吸附去除会促进Mg(OH)₂的溶解，Mg²⁺离子先释放进入环境中再被Mg(OH)₂重新吸附，从而促进IHP的进一步吸附。另外Mg(OH)₂与Al³⁺共存时对于IHP的去除具有协同作用，其作用效果大于两者单独作用效果的简单叠加。     

改性含铝废渣对废水中镍的吸附机理和动力学影响

采用Ca(OH)₂对含铝废渣(RAS)进行改性，制备改性材料(MAS)，对其结构进行表征，并考察其对Ni²⁺的吸附机理和性能影响。结果表明：Ca(OH)₂的引入没有改变RAS的主要官能团，其主要组分为CaTiO₃、FeAl₂O₄和Fe₃O₄，而且改性后的MAS对Ni²⁺的吸附速率由膜扩散和内扩散相互作用，吸附过程是自发吸热过程。     

新型除磷填料的制备及除磷吸附床运行参数的优化

为解决现有除磷吸附剂粒径小造成的材料易流失和系统压降过大等问题,以实现吸附除磷工艺在实际工程中的应用,以聚氨酯填料为载体,水溶性聚氨酯为介质,将水化硅酸钙负载到聚氨酯填料上制成负载型除磷填料。研究了制备条件对除磷填料除磷效果的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）观察分析了负载前后水化硅酸钙微观结构及化学基团的变化;利用除磷填料作为除磷吸附床的滤料,研究了运行条件对吸附床除磷效果的影响。在此基础上,利用响应曲面法研究了除磷吸附床磷酸盐去除率和各变量之间的关系,并对工艺参数进行了优化。结果表明,水性聚氨酯溶液的浓度和用量分别为100 g/L和50 ml,水化硅酸钙的质量为12 g的条件下所制备的除磷填料除磷效果最好;SEM和FTIR分析结果显示,水化硅酸钙负载前后其孔隙结构和化学基团没有明显的变化;预测模型的方差分析结果表明,HRT(X ₁)、进水ρ(PO₄ ^3--P)(X ₂)、温度(X ₃)、初始pH(X ₄)以及X ₁ X ₂,X ₁ X ₄,X ₂ X ₃,X ₂ X ₄的交互作用均对磷酸盐的去除具有显著影响 (P＜0.05),但X ₁ X ₃的交互作用对磷酸盐的去除影响不显著。通过预测模型获得的最佳运行条件为：HRT为79.77 min,进水ρ(PO₄ ^3--P)为1.70 mg/L, 温度为34.04℃,pH为9.68。在该条件下,反应器对磷酸盐的去除率可以达到93.46%。     

金属有机骨架材料Fe/Cu-BTC的制备及其脱硫性能

采用Fe Cl₂对金属有机骨架材料Cu-BTC改性制备了Fe/Cu-BTC，并通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)、氮气物理吸附及X射线光电子能谱(XPS)对样品进行了表征。考察了Fe/Cu-BTC对丙硫醇和乙硫醚的静态吸附性能、脱除率、动态吸附性能以及再生性能。结果表明：经FeCl₂改性后，Cu-BTC中部分Cu(Ⅱ)被还原为Cu(Ⅰ)，由于过度还原导致FeCl₂改性后其结晶度降低。此外，随着Fe与Cu物质的量比(Fe/Cu比)增加，吸附剂Fe/Cu-BTC对丙硫醇和乙硫醚的吸附硫容呈先增加后减小的趋势。Fe/Cu比为0.15时的材料Fe/Cu-BTC-0.15的硫容最高，其对丙硫醇和乙硫醚的吸附硫容比Cu-BTC的吸附硫容分别提升了32.3%和46.3%，穿透硫容提升了58.0%和65.9%。Fe/Cu-BTC-0.15对高硫含量模拟油中丙硫醇和乙硫醚的吸附率达90.5%和88.5%。再生Fe/Cu-BTC-0.15对乙硫醚的硫容仍能保持新鲜材...     

离子改性Y分子筛吸附分离1,1,1,2-四氟乙烷/1,1-二氟-2-氯乙烯

用CaCl₂、La（NO₃）₃和Ce（NO₃） ₃溶液对NaY分子筛进行离子改性制备出CaY、LaY和CeY分子筛。将其及NaY为吸附剂,利用动态吸附法评价其吸附分离1,1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a）产品中微量1,1-二氟-2-氯乙烯（HCFC-1122）的性能。同时采用X射线衍射（XRD）、吡啶红外（FTIR）和氨-程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段对新鲜及再生后的吸附剂进行结构和表面性质表征。结果表明：CaY、LaY与CeY分子筛上的Brønsted酸中心可与HCFC-1122形成p-吸附配合物,从而将吸附流出气中HCFC-1122的残余率降低至1.0%以下;Brønsted酸强度越高,p-吸附配合物越容易形成,最低吸附温度越低（CeY     

Al（OH）3胶体的制备及其对铀的吸附机理

为了研究在地浸采铀中胶体对矿层的阻塞及对铀酰离子吸附迁移影响,采用硝酸铝与氨水为原料制备Al（OH）₃,并用在pH = 6条件下制备所得的Al（OH）₃对铀进行吸附实验研究,考察了吸附的pH值、初始浓度及吸附时间等对Al（OH）₃吸附铀的影响。对实验数据使用准一级、复合二级与Elovich 动力学模型进行计算与分析,得出Elovich 动力学方程更适合描述Al（OH）₃对铀吸附,吸附主要是表面吸附;使用 Freundlich与Langmuir等温吸附方程对实验数据进行拟合,结果表明Langmuir模型更适合描述Al（OH）₃对铀酰离子的吸附;对吸附前、后的Al（OH）₃进行SEM与激光粒度分析。     

Multivariate optimization of high removal of lead(Ⅱ) using an efficient synthesized Ni-based metal–organic framework adsorbent

A new metal-organic framework(MOF) with the chemical formula of [Ni_2 F_2(4,4'-Bipy)_2(H_2 O)_2](VO_3)_2·8 H_2 O was introduced to adsorb Pb(Ⅱ) with the highest capacity.The sorbent was characterized by thermogravimetric analysis(TGA),infrared spectroscopy(FT-IR),field-emission scanning electron microscopy(FESEM),energy-dispersive Xray(EDX),and elemental analysis.The optimum conditions were obtained by a face-centered central composite design(FCCD) as follows:adsorbent dosage(m)=1.2 mg, initial concentration of Pb(Ⅱ)(C)=390 mg·L~(-1),and pH=5.According to the Langmuir model(R~2=0.9999),the maximum monolayer uptake capacity of lead(Ⅱ) is 2400.7 mg·g~(-1),which is the highe st observed amount for lead(Ⅱ) adsorption.Neither of the old adsorbents for lead(Ⅱ)has the uptake capacity over 2000 mg·g~(-1).The model of pseudo-second-order describes well the process kinetics.The adsorption process of lead(Ⅱ) is independent of temperature changes.This compound can adsorb lead(Ⅱ) from tap water.In addition to introducing a new MOF with the highest uptake capacity for removal of Pb(Ⅱ) that is the outright novelty of this study,the concurrent modeling of both the removal percent(R) and the uptake capacity(q) is another important advantage.Because it achieves the more economical and favorable optimum conditions in comparison with the single optimization of each response.     

Performance improvement of pasted nickel electrodes with an addition of ball-milled nickel hydroxide powder

Spherical β-Ni(OH)₂ was modified by a low-cost method of normal ball milling (NBM), and the physical properties of both ball-milled and un-milled Ni(OH)₂ were characterized by transmission electron microscopy, specific surface area, particle size distribution and X-ray diffraction. It was found that NBM could obviously increase the surface area, decrease the particle and crystallite size, and reduce the crystallinity of β-Ni(OH)₂, which were advantageous to the improvement of the electrochemical activity of Ni(OH)₂. NBM also lowered the packing density and flowability of Ni(OH)₂, as revealed by the measurements of tapping density and angle of repose. Electrochemical performances of pasted nickel electrodes with an addition of ball-milled Ni(OH)₂ to spherical Ni(OH)₂ as the active material were investigated, and were compared with those of the pure spherical Ni(OH)₂ electrodes. Charge/discharge tests showed that ball-milled Ni(OH)₂ addition could enhance the charging efficiency, specific discharge capacity, discharge voltage and high-rate capability of the electrodes. This performance improvement could be attributed to a more compact electrode microstructure, better reaction reversibility and lower electrochemical impedance, as indicated by scanning electron microscopy, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. Thus, it was an effective method to modify the microstructure and improve the electrochemical properties of pasted nickel electrodes by adding an appropriate amount of ball-milled Ni(OH)₂ to spherical Ni(OH)₂ as the active material.     

铝基锂吸附剂制备及其吸附性能研究

以氯化锂、无水氯化铝为原料,通过正交实验优化反应合成条件,采用“一步法”制备LiCl·2Al（OH）₃·nH₂O型铝基锂吸附剂。分别探究了吸附时间、吸附温度、溶液初始pH、溶液初始Li⁺浓度对吸附性能的影响,对吸附前后的无机铝吸附材料做了表征,并考察了吸附剂的离子选择吸附性及稳定性能。结果表明：最佳吸附条件为在45 ℃下pH=7的锂溶液中吸附2 h,吸附容量高达到8.66 mg/g。XRD、FT-IR表征结果表明：所制吸附材料有良好的稳定性。且该吸附剂对Li⁺分配系数（K=10.06）远高于其他金属阳离子,吸附材料经5次循环使用后,吸附容量仍能保持原来的91.5%。在西藏龙木错盐湖卤水中,对锂的吸附量达到5.24 mg/g。吸附平衡数据拟合结果表明：铝基锂吸附剂符合Langmuir等温吸附模型,吸附是发生在吸附剂表面的单层吸附;吸附过程符合伪二级动力学,是典型的化学吸附过程。     

硼碳氮多孔材料的制备及其吸附再生性能研究

硼碳氮(BCN)多孔材料因其具有高的比表面积、优异的化学稳定性而被认为是一种优异的吸附材料。本文以废弃椰壳、硼酸(H₃BO₃)和尿素(CO(NH₂)₂)为原料,采用冷冻干燥法制备多孔生胚,并在NH₃气氛下通过高温固相反应法在不同的反应温度下合成BCN多孔材料。结果表明,随着反应温度的升高,BCN多孔材料孔径逐渐变大,当反应温度为950 ℃时平均孔径为2.1 nm。将BCN多孔材料用于吸附水中孔雀石绿(MG)有机染料,其最大吸附量可达1 239.8 mg·g^-1,5次循环再生后吸附量平均值仍高达1 138.6 mg·g^-1,说明BCN多孔材料具有优异的循环吸附性能。采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型、准一级和准二级吸附动力学模型研究了浓度、吸附时间和平衡吸附量之间的关系。结果表明,BCN多孔材料的吸附与准二级吸附动力学模型吻合,其对MG的吸附属于均匀表面单层分子的Langmuir等温吸附。BCN多孔材料展现出优异的吸附能力,是一种非常有应用前景的新型吸附剂。     

A regenerable Fe/AC desulfurizer for SO2 adsorption at low temperatures

A novel regenerable Fe/activated coke (AC) desulfurizer prepared by impregnation of Fe(NO₃)₃ on an activated coke was investigated. Experiment results showed that at 200 °C the SO₂ adsorption capacity of the Fe/AC was higher than that of AC or Fe₂O₃. Temperature-programmed desorption (TPD) revealed that H₂SO₄ and Fe₂(SO₄)₃ were generated on the desulfurizer upon adsorption of SO₂. Effect of desulfurization temperature was also investigated which revealed that with increasing temperature from 150 to 250 °C, the SO₂ removal ability gradually increases. The used Fe/AC can be regenerated by NH₃ at 350 °C to directly form solid ammonium-sulfate salts.     

13X沸石分子筛对低浓度CO2动态吸附

目前对于吸附分离技术应用于高压、低浓度CO₂脱除的研究还较少,在进行相应吸附脱碳工艺设计时也缺少相关的参考数据。为探究13X沸石分子筛对低浓度CO₂的动态吸附性能,本文利用动态吸附实验的方法,探究不同条件下低浓度（摩尔分数3%）CO₂气体在13X分子筛上的动态吸附性能,得到不同压力、温度、气体流量、填料高度及分子筛规格（尺寸、形状）等因素影响下的13X分子筛对于CO₂气体的动态吸附规律及相应的性能指标参数。结果表明：随着吸附压力的升高,13X分子筛的CO₂吸附量增加但增量逐渐减小;降低吸附温度、减小气体流量和增加填料高度均有利于增强13X分子筛的动态CO₂吸附性能,提高吸附脱碳效果,其中温度及填料高度的变化对于CO₂吸附的影响程度最大;实验还发现小尺寸及条状13X分子筛的动态吸附脱碳性能优于其他规格,并根据其特定条件下的出口CO₂浓度为50mL/m³时的CO₂吸附量指标,给出吸附剂用量与液化天然气（LNG）脱碳工艺处理量的关系系数。