基于13X沸石分子筛/MgCl_2的复合吸附剂性能实验研究

复合吸附剂的吸附性能是吸附制冷循环过程中的一个重要参数,基于测试整体成型复合吸附剂吸附性能的需要,本文设计搭建了一种整体成型吸附剂性能测试装置,对复合吸附剂MgCl_2-13X进行了吸附性能测试实验。结果表明:该实验装置中吸附床外侧底部的温度变化速率较接近吸附床内部底部吸附剂的温度变化速率,二者温度变化速率相差0.01~1.9℃/min,整个吸附和脱附过程二者温度的平均值相差约3.24%,能够满足吸附剂性能测试实验的要求。吸附剂性能测试实验及电镜下吸附剂的微观结构表明:浸泡法制备的复合吸附剂的吸附性能与MgCl_2溶液的浓度有关,MgCl_2能够改善13X沸石分子筛的吸附性能,本实验测得当MgCl_2溶液的浓度为15%时所制得复合吸附剂MX3性能最优,其最大吸附量为0.32 g/g,最大吸附速率0.59 g/min,相比单一吸附剂13X沸石分子筛提高了20%。     

沸石分子筛吸附式制冷 Ⅱ吸附式制冷的循环系统

利用自制的沸石分子筛,在自行设计的吸附式制冷模拟装置上,对吸附剂5A、NaY、CaY、13X及CaX等沸石分子筛和制冷剂水系统进行了制冷效果的测定;讨论了吸附速度、脱附温度对制冷效果的影响;通过吸附等温线的测定,计算了制冷循环系统中水的循环量,并测得分子筛再生时开始脱附的温度Ts值和再生后开始吸附的温度Ts’值。实验结果表明每公斤所研究的分子筛在单级吸附—解吸循环系统中能够产生制冷量为62—100千卡(Tev=0℃,Tcond=Tads=14.5℃,Treg=120℃)。     

13X复合吸附剂在高湿度环境下的吸附性能实验研究

提出了8种由13X沸石分子筛和不同CaCl_2、MgCl_2浓度的溶液制备的复合吸附剂,介绍了配制方法,分析了吸附湿空气中水蒸气的原理。并用恒温恒湿箱模拟温度30℃,相对湿度90%的高湿度环境下,来测试复合吸附剂的吸附量,实验表明:复合吸附剂的在120h内的吸附量高于常用的13X吸附剂,而且复合吸附剂的吸附量随着CaCl_2、MgCl_2溶液浓度的升高而增加,使用MgCl_2溶液制备的复合吸附剂的吸附量高于用CaCl_2溶液制备的复合吸附剂的吸附量。最高吸附量Mg4可以达到0.18g/g,是13X的1.3倍。在开始的4h,复合吸附剂吸附速率低于13X,而后复合吸附剂的吸附速率高于13X,在96h时刻,吸附量最高的Mg4吸附量为0.164g/g,吸附量最少的13X为0.13g/g,在4~96h时间段内,相对吸附量差为0.059g/g。     

一种新型吸附性制冷吸附剂的性能研究

吸附剂在吸附式制冷中起着至关重要的作用,13X沸石分子筛作为物理吸附剂具有稳定和安全的特点。本文通过闭式吸附测试系统对分别浸泡5%,10%,15%,20%CaCl_2溶液的13X沸石分子筛进行吸附性能测试,得出通过浸泡一定浓度的CaCl_2溶液可以提高13X沸石分子筛的吸附能力,但是一旦超过临界浓度,浸泡高浓度CaCl_2溶液会减弱13X沸石分子筛的吸附能力。     

吸附制冷用复合吸附剂原料配比优化及吸附机理探讨

采用混合法制备用于吸附制冷过程的复合吸附剂;用静态法和真空重量法测定水或乙醇在自制复合吸附剂上的平衡吸附量;用热分析天平测定了复合吸附剂的脱水或脱乙醇的DTA曲线峰端温度.以平衡吸附量和DTA曲线峰端温度作为考核指标,通过正交实验优化自制复合吸附剂原料配比.优化结果为:以硅胶(M4)、氯化锶(M10)和凹凸棒土(M3)等为主要吸附材料的复合吸附剂,最适宜配比为:M10-40%,M3-20%,M4-20%,其它20%,扩孔剂-E2.水在复合吸附剂M4-0132上的吸附量约为13x的2～3倍;乙醇在M1-0001上的平衡吸附量约为活性炭2.5～4倍.以吡啶为探针分子,用TG-DTA-DTG分析法分析吸附剂的复合现象及吸附机理.探讨结果表明:增加复合吸附剂弱吸附中心数,可显著降低其脱附温度.     

以沸石13X和CaCl2组成的复合吸附储能材料

提出一种以沸石13X为骨架支撑CaCl2组成复合吸附剂用于储能.介绍了这类复合吸附储能材料的实验配制方法,将沸石13X与5个不同质量分数的CaCl2溶液复合得到复合吸附剂,分析了其吸附储能的原理.用静态重量法测定了其平衡吸附量和吸附速度曲线,实验结果表明,最大平衡吸附量为0.553g/g,蓄热量为1408.7KJ/kg.复合吸附剂较纯的吸附剂有了明显的改善.     

凹土-氯化钙复合吸附剂的制冷性能

采用凹凸棒粘土和氯化钙为主要原料,用溶解-混合法制备了复合吸附剂;采用正压重量法测量了复合吸附剂对氨的吸附等温线;并测定了吸附剂-氨工质对的制冷特性。结果表明:吸附温度30℃下,复合吸附剂对氨的平衡吸附量为1.1kg/kg,与氯化钙对氨的平衡吸附量相当。在装填密度为600kg/m3,吸附温度为30℃、蒸发压力为0.25MPa、解吸温度为300℃条件下,对氨的吸附量达到0.89~0.92kg/kg,循环吸附量为0.55~0.58kg/kg,是纯氯化钙的1.7倍;复合吸附剂-氨工质对制冷量可达761.84kJ/kg,比氯化钙-氨工质对提高了70%。而且,复合吸附剂具有良好的吸附解吸稳定性能。     

Cu(Ⅰ)/AC(HZSM)吸附剂的制备及变压吸附CO的性能研究

选择活性炭(AC)或分子筛(HZSM-5)为吸附剂载体,采用等体积浸渍法制备Cu(I)/AC(HZSM)吸附剂.利用比表面积(BET)及H2程序升温还原(H2-TPR)表征手段.结合固定床评价了装置,研究了载体类型、预处理方法以及还原温度对吸附剂性能的影响.结果表明,以活性炭为载体时吸附性能优于分子筛为载体时的吸附性能;水洗处理降低了吸附剂的吸附能力;吸附剂原位活化还原温度过低不利于Cu2+→Cu+的还原,350℃时吸附剂的吸附性能最好.     

吸附式制冷中对规整复合吸附剂的性能测试

随着新型制冷方式的发展,越来越多的学者专家开始投入到吸附式制冷的研究领域,在吸附式制冷中,吸附剂的传热性能是影响其效率的主要因素之一。为更好的制备规整复合吸附剂有必要对散状吸附剂进行研究。本文就散状吸附剂的性能进行测试分析,设计了一种既适用于散状吸附剂又适合规整复合吸附剂的吸附性能测试系统。同时,对GC、GC10、GC20、GC30、GC40五种规整的复合吸附剂进行了吸附性能测试实验。     

分子筛吸附分离乙烯和氮气性能研究

为回收利用HDPE（高密度聚乙烯）装置尾气中的C2H4,测定了C2H4、N2在分子筛吸附剂上的吸附等温线,筛选出对C2H4具有良好吸附性能的13X分子筛吸附剂。在小型动态吸附试验装置上,评价了13X对C2H4-N2混合气的分离效果,考察吸附温度、原料气流速对穿透时间、吸附量及选择分离因数的影响,结果表明：13X吸附剂对C2H4具有较好的选择吸附能力。在固定床吸附分离装置上进行了混合气回收C2H4试验,回收C2H4的体积分数超过95%,回收率达80%以上。     

以硫化石墨为吸附剂基质的再吸附制冷性能分析

相比于传统的吸附式制冷,再吸附制冷作为一种新型的制冷方式,其结构更加简单,并且其制冷性能系数也比相同条件下的吸附式制冷系统要高,故有较好的应用前景。但受到吸附剂的传热传质性能的限制,难以实现高效的再吸附制冷。本文利用硫化石墨作为吸附剂的基质,对其导热系数以及渗透率进行了测试比较,优选吸附剂。并且针对再吸附制冷系统建立了相关数学模型,分析不同工况条件下吸附剂工质对的性能。对整个再吸附制冷过程进行模拟仿真,从而得到不同工况下的制冷性能。结果表明,采用新型复合吸附剂的再吸附系统,COP最大可达到0.3以上,SCP最大可达到161 W/kg。     

吸附式制冷工质对的吸附性能测试研究

吸附剂的性能是吸附制冷技术中最重要的参数之一,而吸附量和吸附速率是吸附剂性能的2个重要指标。准确测定吸附剂的性能对于吸附制冷机的设计起着至关重要的作用。本文结合国内外对吸附剂性能的测试方法以及本课题对汽车余热吸附制冷所用吸附剂的性能进行测试,着重阐述吸附剂性能测试所用方法的特点以及使用范围,旨在为吸附剂性能的准确测试提供参考。     

ZIF-8/PVA静电纺丝膜的制备及其吸附性能

采用静电纺丝技术成功制备出沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)/聚乙烯醇(PVA)静电纺丝膜。分别探究和优化了PVA浓度、纺丝电压、接收距离等参数对纤维膜形态结构的影响。对复合纳米纤维膜进行了形貌表征和成分分析。实验发现在ZIF-8的浓度为10wt%条件下,当PVA的浓度为7wt%、电压为40kV、接收距离为16cm时,可得到可纺性最好、形态均匀的纳米纤维膜,膜纤维的平均直径在240nm左右。将已经制备成功的ZIF-8/PVA复合纳米纤维用于吸附刚果红,在12h内吸附容量可达86mg/g,显示出良好的吸附能力。     

活性炭负载Fe(Ⅲ)氧化物去除水中的磷酸根

利用活性炭负载铁氧化物制备了复合吸附剂,并用于水中磷酸根的去除.采用BET,SEM及XRD等手段对复合吸附剂的物理化学特性进行了表征,用静态吸附实验方法比较研究了复合吸附剂和活性炭从水溶液中吸附磷酸根的性质.结果表明:复合吸附剂具有快的吸附速度和高的吸附容量,其吸附磷酸根的性质受溶液pH值、铁含量及阴离子浓度的影响.在pH=3.0时,复合吸附剂对磷酸根的吸附容量为98.39 mg/g,而活性炭为78.90 mg/g.相比之下,Freundlich模型比Langmuir模型能更好地描述复合吸附剂和活性炭对磷酸根的吸附过程;而Lagergren二级方程却能很好地描述复合吸附剂对磷酸根的吸附动力学.水合氧化铁/活性炭复合吸附剂吸附磷酸根为吸热过程.     

One-step processing of low-cost and superb natural magnetic adsorbent: kinetics and thermodynamics investigation for dye removal from textile wastewater

A simple, one-step and dry hybridization technique was successfully implemented to fabricate superb and low-cost magnetic adsorbent for removal of organic dyes. The structural and textural properties of the prepared banded iron formation @bentonite (BIF@BEN) composite were clearly investigated using X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectrometer (EDS), Brunauer–Emmett–Teller surface area (BET) and porosity analysis (BJH) techniques. The dye removal efficiency was optimized by studying several parameters, namely, pH, temperature, contact time and initial dye concentration. The maximum adsorption capacity achieved for crystal violet (CV) and acid red (AR) dyes were about 117 and 91 mg/g, respectively at pH 7, 60 °C in 60 min. The equilibrium data of both dyes’ adsorption on the BIF@BEN composite showed better fitting to Langmuir isotherm. The thermodynamic studies revealed that the adsorption process is spontaneous, endothermic and favorable at high temperatures. The prepared magnetic adsorbent showed higher adsorption performance than activated bentonite for removal of anionic dye (AR) and the same performance for removal of cationic dye (CV). The magnetic adsorbent is actually reused and easily separated from textile wastewater with total removal efficiencies 81% and 74.5% for all inorganic and organic pollutants, respectively after two adsorption cycles.     

一种新型的平板式太阳能制冷吸附器复合体设计

在成功研究太阳能固体吸附式制冷循环的基础上,结合平板式太阳能热水器集热芯片的制造技术,提出了一种新型的吸附器设计方法,并成功地实现了新型吸附器复合体的制造。实验表明,新制作的吸附器复合体结构合理,操作简便,能够有效地实现太阳能固体吸附制冷过程中供热与制冷联合循环的新思路,为太阳能固体吸附制冷技术吸附床的有效设计做了一次全新的尝试。     

分形理论在固体吸附式制冷系统中的应用研究

固体吸附式制冷系统中吸附剂一般是多孔介质结构，吸附剂的内部结构特征对传热特性和吸附质的传质特性有直接影响，进而影响吸附解吸时间。本文探讨利用分形理论来分析固体吸附剂的结构特点，为目前通过对吸附剂的固化处理来提高吸附剂的传热速率的处理方法提供理论上的分析，并指出最佳分形维数的分形结构。     

Composite adsorbent of CaCl2 and expanded graphite for adsorption ice maker on fishing boats

Adsorption performances and thermal conductivity were tested for three types of adsorbent: Pure CaCl₂ powder, simple composite adsorbent and consolidated composite adsorbent. The simple composite adsorbents show better adsorption performance because the additive of expanded graphite in CaCl₂ powder has restrained the agglomeration phenomenon in adsorption process and improved the adsorption performance of CaCl₂. The consolidated composite adsorbent are suitable to be used as adsorbent for ice maker on fishing boats because they have higher thermal conductivity, larger volumetric cooling capacity, higher SCP values and better anti-sway performance than simple composite adsorbents. Thermal conductivity of the consolidated composite adsorbent is 6.5–9.8 W m⁻¹ K⁻¹ depending on the molding pressure, ranging from 5 to 15 MPa, which is about 32 times higher than the thermal conductivity of CaCl₂ powder. The volumetric cooling capacity of consolidated composite adsorbent is about 52% higher than the best result obtained for CaCl₂ at the evaporating temperature of −10 °C. The SCP of the consolidated adsorbent increases of about 353% than CaCl₂ powder from simulation results at T_ad=30 °C and T_ev=−10 °C. The consolidated composite adsorbents have good anti-sway performance and they are not easy to be scattered out when the fishing boats sway on the sea.     

HCl浓度对水合氧化铁复合吸附剂P吸附效能的影响

为避免传统水合氧化铁(HFO)负载树脂复合吸附剂制备过程中大量使用HCl对设备防腐、安全及环保带来的问题,优化HFO复合吸附剂的制备工艺方法,改变负载液中HCl浓度制备得到多种HFO复合吸附剂,考察制备得到的HFO复合吸附剂对P的吸附动力学、吸附等温线、初始pH、共存离子影响、解吸再生方法等,评价负载液中HCl浓度对吸附剂吸附效能的影响。结果表明,负载液中HCl浓度由2 mol·L?1降低至0.5 mol·L?1,并不会显著降低HFO复合吸附剂的P吸附容量。HCl浓度为0.5 mol·L?1时制备得到的HFO复合吸附剂对P的最大吸附容量为29.67 mg·g?1,显著高于D201树脂载体(16.39 mg·g?1),其吸附动力学曲线更符合准一级吸附动力学模型,最佳的P吸附pH为6~8,在共存离子Cl?、NO₃?、SO₄2?、CO₃2?浓度为1.0 g·L?1的条件下,吸附剂对P的吸附容量降低31.1%~53.0%。采用5wt%的NaOH溶液能有效实现吸附剂中P的解吸再生。      

凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的性能研究

为促进凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂在水处理中的应用,用酸改性的甘肃靖远凹凸棒石黏土和天祝褐煤提取的腐植酸制备出凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂,通过SEM、XRD、FT-IR等分析方法对复合吸附剂的结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明:靖远凹凸棒石黏土最佳酸改性条件为盐酸5 mol/L,酸化时间120 min,酸用量固液比为1∶10。当Cr(Ⅵ)的起始浓度为0.1 g/L,体积为50 m L,复合吸附剂用量为1.2 g,吸附时间为6 h,p H值为6,温度25℃,酸改性的凹凸棒石黏土与腐植酸的最佳复合比为1∶3时,复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率达到91.7%。复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附满足Freundlich模型。在25~45℃条件下,吸附过程ΔG <0、ΔS=87.46 J/(mol·K)、ΔH=-21.2 kJ/mol,表明该吸附是一个自发、熵增、放热的过程。