MCM-41的化学修饰及其对Cu2+的吸附性能

为了改善介孔分子筛MCM-41的吸附性能,通过两步化学反应依次用3-氨丙基三乙氧基硅烷和一溴代乙酸对其进行化学修饰.采用扫描电镜、接触角、红外光谱等方法对功能化前后的介孔分子筛进行表征.同时,以铜离子为目标污染物,考察了pH值、吸附时间和初始质量浓度对吸附剂吸附性能的影响,探讨了介孔吸附剂对Cu2+的等温吸附特征.实验结果表明:经过羧基化表面修饰后,介孔吸附剂吸附50mg/LCu2+溶液的最佳pH值为6、平衡吸附时间为40min,吸附剂对Cu2+的等温吸附曲线符合经典的Langmuir模型和理论的Freundlich模型,理论最大吸附量为38.46mg/g.     

基于巯基功能化介孔硅的Pb^2＋选择性吸附剂

介孔二氧化硅由于具有较大的比表面积,因而是一种良好的吸附剂.为了实现介孔硅对水溶液中金属离子的选择性吸附,采用后接枝法将巯丙基三甲氧基硅烷引入二氧化硅网络中,合成了巯丙基功能化的MCM-41介孔硅.小角度XRD谱图表明,经过功能化后介孔硅基本保持了其原有的结构;FTIR结果显示,巯基被共价键合到了介孔硅基体上.实验结果表明,所制备的功能化材料可以选择性吸附水溶液中的Pb2+.考察了吸附时间、pH值、Pb2+初始浓度等因素对Pb2+吸附的影响,在吸附平衡时间为4 h、pH=6.0的最佳实验条件下,巯基功能化介孔硅吸附剂对Pb2+的最大吸附量为130 mg/g.吸附剂对Pb2+的选择性吸附遵从Freundlich模型.     

钢渣和γ-Al2O3对水溶液中磷的吸附特性比较

研究了钢渣和γ-Al2O3对水溶液中磷素的等温吸附特征和吸附动力学过程。考察了初始溶液质量浓度和温度对吸附作用的影响,计算了钢渣和γ-Al2O3对磷素的吸附速率。结果表明：两者均符合Langmuir等温吸附模型,对磷素的最大吸附量：钢渣（0．3055mg／g）〈γ-Al2O3（0．6868mg／g）;但缓冲容量：钢渣（0．8719L／mg）〉,γ-Al2O3（0．6131L／mg）,钢渣具有较高的除磷性价比。随着初始溶液质量浓度的增大,钢渣和γ-Al2O3对磷素的平衡吸附量均增大,并显著延长了钢渣达到吸附平衡的时间。温度升高对两者的影响不大,只是显著延长了钢渣达到吸附平衡的时间。温度较高,初始溶液质量浓度较高的条件下,γ-Al2O3的吸附速率较大,有利于吸附作用的进行;相反的条件下,则有利于钢渣吸附作用的进行。钢渣和γ-Al2O3吸附除磷的吸附动力学过程均符合准二级动力学模型,由该模型可以估算出其对水溶液中磷素的平衡吸附量,误差基本在7％以内。     

天然高分子吸附剂吸附水中的 Cu2+和Ni2+

为了更有效地去除水中的Cu2+和Ni2+,采用壳聚糖、泥炭和海藻3种吸附剂对Cu2+和Ni2+进行吸附性能研究。考察了溶液pH、吸附时间、吸附剂的质量浓度和金属离子的质量浓度对Cu2+和Ni2+吸附率的影响。结果表明,采用壳聚糖作为吸附剂,pH为6,吸附剂的质量浓度为3 g/L,吸附时间120 min的条件下,对Cu2+的吸附效果最好,吸附率可达98%。采用泥炭为吸附剂在pH为6,吸附剂的质量浓度为1 g/L,吸附时间为120 min时,对Ni2+的吸附效果最好,吸附率达80%。     

ZnO/TiO_2/γ-Al_2O_3吸附剂制备及其催化重汽油脱硫性能的评价

在γ-Al2O3上负载金属氧化物TiO2,用Zn(NO3)2溶液浸溃,通过焙烧制备脱硫吸附剂ZnO/TiO3/γ-Al2O3,采用FT-IR、XRD和N2吸附表征ZnO/TiO2/γ-A12O3吸附剂结构,在固定床吸附装置上对催化重汽油组分进行吸附脱硫考察.结果表明,吸附剂适宜制备条件为:TiO2负载比例(质量比)10%,浸渍浓度0.20 mol/L,焙烧温度500 ℃.在吸附温度50 ℃、吸附空速1.5 h(-1)时对催化汽油重组分脱硫率达82%.     

大孔容γ-Al_2O_3的制备研究

以硫酸铝为铝源、碳酸氢铵为沉淀剂,采用分步老化法,使用L9(34)正交实验考察了碳酸氢铵物质的量浓度、反应温度、pH和n(HCO-3)/n(Al 3+)等因素对制备γ-Al2O3的影响,并对所得Al2O3进行了N2物理吸附表征和堆积密度测量,对Y5样品进行了X射线衍射和电镜扫描,由正交实验结果分析得出温度和pH对γ-Al2O3的结构影响很大。大孔容氧化铝的制备最佳条件为:反应温度为75℃,pH为8.5,碳酸氢铵物质的量浓度为2mol/L,n(HCO-3)/n(Al 3+)为0.75。其中,样品Y5孔容达2.02mL/g,具有双峰孔分布,粒子呈纤维状,大小均匀,粒径为1μm左右。     

锯末对Pb2+的吸附性能研究

采用廉价工业废弃物--锯末为吸附剂,研究其对水溶液中Pb2+的吸附特性.结果表明锯末对Pb2+的吸附速度较快,2 h内基本达到平衡.模拟二级速率方程很好地拟合了吸附反应的动力学方程(R2〉0.99).锯末对铅吸附的主要机制是离子交换,吸附量随pH升高而升高.离子强度对吸附反应有一定影响.Langmuir模型对锯末的吸附等温线拟合最好.热力学分析显示吸附反应具有自发,放热和熵增特性.     

大孔容γ-Al2O3的制备研究

以硫酸铝为铝源、碳酸氢铵为沉淀剂,采用分步老化法,使用 L9（34）正交实验考察了碳酸氢铵物质的量浓度、反应温度、pH 和n（HCO-3）/n（Al3＋）等因素对制备γ-Al2 O3的影响,并对所得 Al2 O3进行了 N2物理吸附表征和堆积密度测量,对 Y5样品进行了 X 射线衍射和电镜扫描,由正交实验结果分析得出温度和 pH 对γ-Al2 O3的结构影响很大。大孔容氧化铝的制备最佳条件为：反应温度为75℃,pH 为8.5,碳酸氢铵物质的量浓度为2 mol/L,n（HCO-3）/n（Al3＋）为0.75。其中,样品 Y5孔容达2.02 mL/g,具有双峰孔分布,粒子呈纤维状,大小均匀,粒径为1μm左右。     

改性芦苇对印染废水中Pb~(2+)的吸附研究

用15%氢氧化钠对芦苇进行改性制成芦苇吸附剂,并进一步研究了该吸附剂对印染废水中Pb2+的吸附过程。考察了吸附剂投加量、吸附时间、pH值以及溶液初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明:在含Pb2+为40~160 mg/L的模拟废水中,吸附剂用量为2 g/L、粒径为150μm、pH值为4的最佳实验条件下,吸附120 min后基本达到平衡,去除率最高可达95%以上。吸附过程可用Langmuir等温方程较好地拟合,改性芦苇对Pb2+的最大吸附量为144.1 mg/L。     

大孔Ni_2P/γ-A1_2O_3催化剂的制备及加氢脱硫性能研究

采用酸沉淀法制备大孔γ-Al2O3为载体,并用浸渍法制备Ni2P(25%)/γ-A12O3催化剂。BET、XRD、压汞法的分析结果显示:合成大孔γ-Al2O3载体晶型良好,且具有适宜比表面积和孔结构。催化剂经原位还原处理后,以柴油为原料在连续固定反应装置上,考察了催化剂的制备条件及反应条件对催化剂加氢脱硫活性的影响。结果表明:当载体合成温度为80℃,反应pH为8,反应条件为温度360℃、压力4.0MPa、空速1.0h-1、氢烃体积比500∶1时,催化剂的加氢脱硫活性最好,柴油的脱硫率可达98.2%。     

炼厂气、CO2和O2制备合成气的实验与分析

利用固定床流动反应装置研究了金属负载型催化剂对炼厂气、CO2 和O2 转化制备合成气的催化活性;考察了催化剂活性组分、载体、负载量、还原温度、反应温度对催化剂活性的影响,发现催化活性由大到小依次为Ni/γ-Al2O3,Ni/α-Al2O3,Co/γ-Al2O3,Fe/γ-Al2O3,Cu/γ-Al2O3;同时考察了空速、原料气配比对合成气组成的影响,结果表明,调节原料气的配比可以制备不同的合成气.     

介孔分子筛SBA-15负载MnO_2吸附剂去除水中As(Ⅲ)

以介孔分子筛SBA-15为基质负载MnO_2,制备SBA-15/MnO_2复合吸附剂用于水中As(Ⅲ)的去除,利用SEM和XRD等技术对SBA-15/MnO_2进行表征.研究硅锰摩尔比、吸附剂用量、溶液pH、离子强度对As(Ⅲ)去除的影响.结果表明:SBA-15/MnO_2比纯MnO_2具有更好的除砷效果;提高离子强度可以增强对砷的去除效果;溶液pH对吸附影响较大,随着溶液pH的增大,去除率降低; Freundlich模型比Langmuir模型更好地描述SBA-15/MnO_2对As(Ⅲ)的吸附平衡;动力学研究表明,吸附经4 h基本达到平衡,该吸附剂对砷(Ⅲ)的吸附过程可采用准二级动力学方程描述.     

活性氧化铝对稀土溶液的吸附除氟实验研究

氟元素的存在是稀土冶炼清洁化生产的重要瓶颈,必须在稀土分离提取前进行除去.以氢氧化铝经高温烧结,制备出组成为γ-Al2O3的活性氧化铝为除氟吸附剂,对含氟硫酸稀土溶液进行了吸附除氟实验,考查了酸度、吸附剂用量等因素对氟吸附率的影响.实验结果表明:在c(H+)≥0.6 mol.L-1,吸附剂用量≥2.0 g.L-1,活性氧化铝对F-的吸附率70%,而对Ce4+基本没有吸附作用,基本实现了F-/Ce4+的分离。动力学实验显示,活性氧化铝吸附除氟过程遵从伪二级模型方程,吸附常数k2=322.     

制备条件对CoMo/MCM-41-γ-Al2O3催化剂烯烃异构/加氢脱硫性能的影响

采用静态混晶法制备MCM-41/γ-Al2O3复合载体,并利用XRD、BET及Py-IR等方法对复合载体进行表征;以模型石脑油为原料,在固定床反应装置上评价以MCM-41/γ-Al2O3为载体的CoMo负载型催化剂的烯烃异构和加氢脱硫活性,考察制备过程中γ-Al2O3水和温度、模板剂用量、晶化温度、晶化时间等对复合载体中MCM-41结晶度及催化剂性能的影响.结果表明:当γ-Al2O3水合温度为135℃、晶化温度为125℃、晶化时间为24h、投料摩尔比为n(γ-Al2O3)∶n(SiO2)∶n(NaOH)∶n(CTAB)(十六烷基三甲基溴化铵)∶n(H2O)=0.06∶1.0∶0.3∶0.15∶90时,所得MCM-41/γ-Al2O3复合载体具有规整有序的介孔孔道、较大的比表面积(750m2/g)和比孔容(0.55cm3/g)及较窄的孔径分布(2~3nm),对应的CoMo/MCM-41-γ-Al2O3催化剂具有较优异的催化性能.磷(P)改性可有效增加载体的酸量和调节载体的酸分布;载体1%P(质量分数)改性可改善催化剂的异构和加氢脱硫性能.在温度为265℃、压力为1.5MPa、氢油体积比为300、空速为2h-1时,模拟原料油的异构化率、脱硫率分别为76.5%、96.5%.     

有序介孔碳的制备及吸附Cr（Ⅵ）性能比较

利用模板炭化法,以不同温度下合成的SBA-15为模板,制备3种具有不同孔径大小的介孔碳．研究并比较3种不同孔径的介孔碳材料对铬Cr（Ⅵ）的吸附能力．结果表明,介孔碳的投入量、pH值、振荡时间因素等均对铬Cr（Ⅵ）的吸附效果存在一定影响．研究显示：在3个介孔碳中,CMK-3-150对铬的吸附能力最大,可以达到99．2％;当pH=2．0—4．0时,介孔碳对Cr（Ⅵ）的吸附最有利,3个介孔碳吸附能力都超过90％;吸附量随着振荡时间的延长而增加．同时对介孔碳CMK-3-100与传统商用活性碳CAC对Cr（Ⅵ）的吸附性能进行比较,结果表明：与CAC相比,CMK-3吸附量大,吸附速率快,到达平衡时间短,是一种较优的吸附剂．     

改性γ-氧化铝催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃

为探究不同催化剂对1,4-丁二醇脱水反应的影响,以γ-氧化铝(γ-Al2O3)为载体,通过共沉淀法制备不同硅含量的γ-Al2O3,利用X射线衍射、扫描电镜、N2吸脱附等表征了焙烧温度对γ-Al2O3形貌、孔结构的影响.采用等体积浸渍法制备了Fe2O3-Al2O3和CuO-Al2O3,考察了负载不同金属的γ-Al2O3对1,4-丁二醇脱水反应的影响.结果表明,改性γ-Al2O3的催化活性与其前驱体的焙烧温度相关,催化剂前驱体在500℃进行热处理时得到的 γ-Al2O3对1,4-丁二醇反应的催化效率最高;铜元素的加入会降低γ-Al2O3的催化能力,负载金属为铁时1,4-丁二醇的转化率和四氢呋喃的收率明显提高.在反应温度以60℃/h的速率升至200℃、催化剂用量为5.0％(相对于1,4-丁二醇用量)、反应时间为7 h的条件下,γ-Al2O3对1,4-丁二醇反应的催化效率最高,1,4-丁二醇脱水反应的转化率和选择性均可达到99％.     

Fe@SiO_2对水质中锌离子的吸附性能研究

用零价纳米铁(Fe@SiO2)对水质中的金属锌离子进行了回收,采用原子吸收分光光度计法和络合滴定法对吸附率进行检测.通过调节反应温度、溶液pH和控制金属离子的浓度,探索了二氧化硅包被纳米铁对水中金属锌离子的最佳吸附条件,在pH值为6,金属Zn离子的浓度为200 mg/L时,随着反应温度的升高吸附量逐渐增加,90℃达到最佳.     

锯末对Pb~(2+)的吸附性能研究

采用廉价工业废弃物——锯末为吸附剂,研究其对水溶液中Pb2+的吸附特性。结果表明锯末对Pb2+的吸附速度较快,2 h内基本达到平衡。模拟二级速率方程很好地拟合了吸附反应的动力学方程(R20.99)。锯末对铅吸附的主要机制是离子交换,吸附量随pH升高而升高。离子强度对吸附反应有一定影响。Langmuir模型对锯末的吸附等温线拟合最好。热力学分析显示吸附反应具有自发,放热和熵增特性。     

聚乙烯亚胺改性磁性吸附剂对水中腐殖酸的吸附

制备了聚乙烯亚胺改性磁性吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2-PEI),并将其用于吸附去除水中腐殖酸.通过TEM、XRD、VSM和FTIR等表征了Fe_3O_4@SiO_2-PEI的结构和表面特性,表征结果表明,聚乙烯亚胺成功的反应到磁性Fe_3O_4@SiO_2表面,并具有较好的超顺磁性.Fe_3O_4@SiO_2-PEI对水中HA具有良好的吸附性能,吸附量为57.26mg/g,吸附动力学可以很好的用拟二级动力学描述,随着pH的升高吸附量减小,阳离子对吸附有促进作用,不同离子的影响大小顺序为Ca2+Na+≧K+.     

催化湿式过氧化氢氧化法处理甲基橙

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的催化湿式过氧化氢氧化处理甲基橙AO52.考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响.结果表明,在染料初始质量浓度200 mg/L时,温度 175 ℃、压力 0.3 Mpa、H2O2 66 mg/L、pH 7、反应时间 2.0 h、Fe2O...