吸附制冷用复合吸附剂的制备

用静态法测定主要吸附材料和自制复合吸附剂对水的吸附量,用TG DTA法对主要吸附材料的热稳定性和自制吸附剂对水的脱附峰端温度进行分析。对吸附剂原料复合比例、焙烧温度和扩孔剂种类等制备条件进行了实验研究。结果表明:自制复合吸附剂比单一吸附材料对水有着更大的吸附能力;DTA分析的脱水的峰端温度明显低于单一吸附材料;采用较高的焙烧温度和分段焙烧方法,可明显改善复合吸附剂的吸附性能及强度;对于用不同的吸附材料复合的吸附剂,需加入不同的扩孔剂,方可增加孔容和孔径,改善其吸附性能;自制复合吸附剂对水的吸附量显著高于13x和硅胶等传统吸附剂。其中,M1 9906和M1 9907复合吸附剂对水的吸附量大约是13x和硅胶的2～3倍。     

固体吸附除湿剂的制备及性能研究

针对固体吸附除湿制冷的特点,开展了高效除湿剂的制备及性能研究。通过正交实验优选出吸附剂的原料配比和制备条件;测定了吸附剂的吸附容量及吸附等温线;对自制吸附剂及13X分子筛的脱附过程进行了热分析研究。结果表明:自制复合型吸附剂NW—162和NW—164的吸附性能优于13X和5A分子筛等常规吸附剂,其中平衡吸附量大于0.7kg·kg~(-1),峰顶温度低于13X分子筛50℃左右,是有着良好应用开发前景的高效固体除湿剂。     

除湿空调用高效吸附剂的特性研究

对自制吸附剂 (DH 5 0 ,DH 70 )、硅胶和 13x的除湿制冷性能进行了实验研究。测定了DH 5 0和DH 70吸附剂的吸附等温线 ;对DH 5 0、DH 70、硅胶和 13x用于除湿制冷 (空调 )过程的动态特性进行了研究 ;讨论了吸附量、空气湿度、再生温度、制冷量和单位质量吸附剂的制冷功率对固体除湿空调系统的影响。结果表明 :DH 5 0和DH 70的除湿制冷性能明显优于常规吸附剂 (硅胶和 13x)。DH 5 0和DH 70吸附剂的最大平衡吸附量分别为0 .72 1kg/kg和 0 .73 6kg/kg ;在 10 0℃条件下再生 ,DH 70吸附剂的除湿制冷量是硅胶的 2 .2倍 ,单位质量吸附剂的制冷功率是硅胶 1.9倍 ;在较高再生温度 (2 0 0～ 2 5 0℃ )下 ,DH 5 0吸附剂的除湿制冷量是 13x的 1.3倍 ,单位质量DH 70吸附剂的制冷功率是 13x的 2 .2倍。DH 5 0和DH 70吸附剂具有较宽的温度使用范围 ,既适用于以低位热源驱动的除湿制冷系统 ,也可用于利用汽车尾气 (3 0 0～ 5 0 0℃ )等较高温度热源的场合     

环保型吸附制冷工质对及其制冷性能

选取13X分子筛、凹凸棒土和氯化锶等为主要吸附材料，制备了一系列有着优良吸附性能的复合吸附剂(M4-0132、M1-9906、M1-0001和M2-0003)。测定了水、乙醇在自制复合吸附剂上的吸附等温线。根据吸附等温线拟合参数对水、乙醇与自制复合吸附剂组成的吸附工质对的特征吸附功计算表明：复合吸附剂-水吸附工质对的特征吸附功约为13X分子筛-水的12％-29％；复合吸附剂-乙醇吸附工质对的特征吸附功约为活性炭-乙醇的10％-20％。采用吸附制冷体系(液体-气体-吸附剂)的稳态平衡方程，对水和乙醇与复合吸附剂组成的吸附工质对适合的制冷场合分析表明：M4-0132-水和M1-0001-水工质对可用于大循环量的制冷体系，例如空调系统的场合：M1-9906-乙醇和M2-0003-乙醇工质对可用于低温制冷体系，例如制冰和冷冻系统的场合。M1-9906-水工质对的吸附制冷量是13X-水的2．0～2．5倍；在60～120℃再生条件下，M4-0132-水工质对的吸附制冷量为441～924kJ．kg^-1。40～100℃再生条件下，M1-0001-乙醇工质对的吸附制冷量315～909kJ.kg^-1，是活性炭-乙醇的2.2～5.9倍。     

水滑石及其焙烧产物对水中苯甲酸根的吸附研究

为了脱除水中的苯甲酸根,以苯甲酸作为吸附质,研究了水滑石及其焙烧产物的吸附作用。考察了吸附剂的镁铝摩尔比、初始pH值、苯甲酸浓度、吸附剂添加量、吸附时间和温度对吸附效果的影响,并对比考察水滑石和焙烧水滑石对苯甲酸的吸附。结果表明,水滑石及其焙烧产物对苯甲酸的最优吸附条件均为酸性环境下,镁铝摩尔比3∶1,吸附质浓度220 mg/L,吸附剂的量0.06 g;水滑石吸附时间20 h,吸附温度为60℃时,对苯甲酸的去除效果最好;而焙烧水滑石在室温下吸附苯甲酸8 h达到最高去除率;在同样条件下,水滑石焙烧产物比水滑石对苯甲酸的吸附大得多。     

固体吸附制冷工质对的性能研究

选用水和乙醇作为吸附质,开发了性能优良的吸附剂NA和NB,在自制的吸附制冷模拟实验装置上,对NA－水和NB－乙醇等吸附工质对的吸附制冷性能进行了研究。结果表明：自制吸附剂NA对水的最大吸附量达到0.7kg/kg以上,吸附剂NB对乙醇的最大吸附量为0.68kg/kg,NA-水和NB－乙醇工质对有着较低的吸附热,NA－水工质对的制冷量可达992kJ/kg,NB-乙醇工质对的制一大约为活性碳－甲醇的2．4倍,是一种环境友好型,无公害的工质对。     

基于13X沸石的新型制冷复合吸附剂性能

以13X沸石原粉为主要成分添加不同配比硅溶胶配制新型制冷复合吸附剂，采用热排空法对配制的复合吸附剂进行闭式吸附和脱附性能试验。用开放式吸附测量法对复合吸附剂的最大吸附量进行测试，同时测量各复合吸附剂填充密度以及整体成型性能与硅溶胶含量的变化。试验结果表明：复合吸附剂E的闭式吸附和脱附性能均优于13X沸石原粉；在封闭系统中复合吸附剂吸附速度远远高于在开放式系统；在硅溶胶含量0-7%时复合吸附剂的填充密度随添加的硅溶胶迅速下降。综合各性能参数，复合吸附剂E被选择应用于太阳能冷管，其制冷系数COP约为0.24-0.28。     

吸附制冷用复合吸附剂的吸附等温线推算

用真空重力法测定了水和乙醇在自制复合吸附剂上的吸附等温线。采用由微孔填充理论导出的吸附平衡方程对所测得的等温线进行了拟合,计算相应的吸附热;对用Clausius Clapeyron方程推算吸附等温线的方法进行了讨论,并推算有关吸附等温线。结果表明:水在自制复合吸附剂M1 0001和M1 9906上平衡吸附量的推算值与实测值之间的相对误差<10%;乙醇在自制复合吸附剂上的推算误差<15%。给出了推算等温线和获得等压线的简便方法。     

制冷用木屑基质复合吸附剂的制备及性能测试

为开发出用于吸附式制冷的高性能吸附剂,基于炭化造孔原理制备了木屑氯化钙复合吸附剂,测试了氨气作为制冷剂的吸附性能,考察了原料配比、炭化温度对复合吸附剂性能的影响,并利用扫描电镜和能谱分析仪观察了复合吸附剂的微观形貌和元素分布。结果表明：炭化法制备的复合吸附剂具有丰富的微孔结构,氯化钙的含量高,达到70%以上,而且氯化钙在样本吸附剂中分布均匀;样本吸附剂的烧失率随炭化温度的升高而增加,而样本的吸附量随着炭化温度的升高先增大后减小;样本中氯化钙的含量对吸附量具有重要的影响。样本SB4的最大单位质量吸附剂制冷功率（SCP）达到1418.16 W/kg,前10 min的平均SCP达到876.1 W/kg。实验结果表明,炭化法制备的复合吸附剂不仅解决了氯化钙吸氨过程中的膨胀结块现象,而且增加了传质速率。     

河道底泥/粉煤灰复合吸附剂的制备条件优化及吸附过程影响因素研究

以河道底泥和粉煤灰为原料制备复合吸附剂,通过正交实验对吸附剂制备条件进行优化,并进一步研究了氨氮初始浓度、吸附剂投加量、初始pH及温度对复合吸附剂吸附氨氮效果的影响。结果表明,以氨氮比吸附量为衡量指标,吸附剂最佳制备条件为：河道底泥与粉煤灰原料配比7:2,烧结温度900oC,烧结时间20 min,添加剂类型为CaO。复合吸附剂对氨氮的吸附过程分三个阶段（快速吸附、缓慢吸附和吸附平衡）,且吸附速率随氨氮初始浓度的升高而变大;复合吸附剂投加量的增大会提高氨氮去除率,但会导致比吸附量降低;复合吸附剂具有酸性缓冲能力,能创造有利于吸附过程的碱性环境;温度对复合吸附剂吸附过程的影响程度与氨氮初始浓度有关。     

The performance of two adsorption ice making test units using activated carbon and a carbon composite as adsorbents

The available adsorption working pairs applied to adsorption refrigeration system, which utilize activated carbon as adsorbent, are mainly activated carbon-methanol, activated carbon-ammonia, and composite adsorbent-ammonia. The adsorption properties and refrigeration application of these three types of adsorption working pairs are investigated. For the physical adsorbents, consolidated activated carbon showed best heat transfer performance, and activated carbon-methanol showed the best adsorption property because of the large refrigerant amount that can be adsorbed. For the composite adsorbents, the consolidated composite adsorbent with mass ratio of 4:1 between CaCl₂ and activated carbon, showed the highest cooling density when compared to the granular composite adsorbent and to the merely chemical adsorbent. The physical adsorption icemaker that employs consolidated activated carbon-methanol as working pair had the optimum coefficient of refrigeration performance (COP), volume cooling power density (SCP_v) and specific cooling power per kilogram adsorbent (SCP) of 0.125, 9.25 kW/m³ and 32.6 W/kg, respectively. The composite adsorption system that employs the consolidated composite adsorbent had a maximum COP, SCP_v and SCP of 0.35, 52.68 kW/m³ and 493.2 W/kg, respectively, for ice making mode. These results are improved by 1.8, 4.7 and 14 times, respectively, when compared to the results of the physical adsorption icemaker.     

石墨烯-13X/LiCl复合吸附剂开式吸附-解吸性能

利用不同质量分数的石墨烯（MLG）与13X/LiCl合成新型复合吸附剂。通过扫描电镜（SEM）和N₂吸附表征复合吸附剂的微观形貌和孔隙特性,测试了复合吸附剂开式环境下的水蒸气吸附及解吸性能,并探究复合吸附剂中石墨烯质量分数对吸附解吸性能的影响。通过80%相对湿度（RH）的高湿工况进一步筛选出盐的质量分数为18.4%的13X/LiCl为最佳盐含量的吸附剂（MZ）作为合成复合吸附剂的基质。实验结果表明：石墨烯增加了复合吸附剂的结构性参数（比表面积,孔体积及孔径）,其中比表面积由未添加石墨烯的MZ [(262±3)g/m²],最大可提升至12G-MZ [(304±4)g/m²];复合吸附剂表现出优异的水蒸气吸附性能,所有复合吸附剂的相对吸附量均高于MZ（0.554g/g）,3G-MZ吸附性能最佳,水蒸气吸附量高达0.587g/g,是13X的2.7倍;除12G-MZ外,随着吸附剂中石墨烯质量分数的增加,水蒸气解吸率随之增加,其中9G-MZ的解吸率接近90%,较MZ（81.8%）提升了9.7%。该研究可为复合吸附剂应用于吸附空气取水提供基础研究数据。     

硅胶及其混合吸附剂——水吸附工质对性能测试

测试了硅胶-水吸附制冷工质对的等量吸附线,且利用各类吸附方程对实验测量数据进行拟合以用于硅胶-水冷水机组的整体系统的数值模拟。实验还通过在纯硅胶颗粒中添加黏结剂或膨胀石墨形成混合吸附剂来提高传热性能。研究表明混合吸附剂（黏结剂的含量为1.1％）在解吸过程中前5min的解吸量相对于纯硅胶颗粒吸附剂提高了13.8％;解吸15min时,混合吸附剂的解吸量相对于纯吸附剂仅提高2.5％。表明混合吸附剂有利于缩短吸附循环周期。在添加剂质量分数相同的情况下,利用膨胀石墨作添加剂形成的混合吸附剂与通过浸泡于黏结剂溶液中形成的混合吸附剂的吸附性能相同,但有其各自的优缺点。     

多壁碳纳米管嵌入13X/MgCl2复合吸附剂的性能实验

配制了将不同含量的多壁碳纳米管（MWCNT）加入复合吸附剂13X/MgCl₂中制成的新型复合吸附剂,并对其吸附、脱附和导热性能进行了测试。实验结果表明：新型复合吸附剂在闭式200℃脱附完成后,新型复合吸附剂的吸附残余量随着MWCNT含量的升高而减小,13X的吸附残余量是MWCNT含量最高的13X/MgCl₂/MWCNT（CNT-5）复合吸附剂的吸附残余量的2倍,虽然MWCNT的加入不会对13X/MgCl₂复合吸附剂在室温下的吸附性能有影响,CNT-5在开式、闭式的平衡吸附量可以达到0.52 g·g^-1和0.38 g·g^-1,分别是13X吸附量（0.24 g·g^-1）的2.2和1.6倍,但新型复合吸附剂可以脱附更多的水蒸气。新型复合吸附剂的热导率随着MWCNT含量的增大而升高,CNT-5的热导率可以达到0.265 W·m^-1·K^-1,是13X热导率的4.9倍。     

吸附制冷用复合吸附剂的吸附性能

固体吸附式制冷因具有环保和节能两大优势,成为国内外竞相开发的热点,尤其是将其用于新型空调系统和太阳能应用产品方面的开发研究备受关注．但从实用化研究成果来看,还远不满足工业化条件,其主要原因之一是受吸附制冷工质对（吸附剂-制冷剂）的性能制约．目前,国内外关于吸附制冷工质对的研究报道比较多,所采用的吸附（工）质仍然以水、甲醇、乙醇和氨为主,对于吸附剂的研究进展比较快,已从当初单一组分吸附剂的选用发展到目前多组分、复合吸附剂的研制．研制性能优良的吸附剂被认为是推动固体吸附式制冷工业化的关键之一．     

Beta-cyclodextrin adsorbents to remove water pollutants—a commentary

Beta-cyclodextrin-based adsorbent is a promising adsorbent because it has unique characteristics and able to form host-guest complexes with various organic compounds. Adsorption using beta-cyclodextrin-based adsorbent has continuously improved by various preparation strategies and crosslinking agents. This commentary aims to highlight the preparation strategies, properties, and adsorption mechanisms of beta-cyclodextrin-based adsorbents. The adsorbents can be generally classified according to the preparation methods and display high adsorption capacity especially for dyes. Particularly, composite/nanocomposite beta-cyclodextrin-based adsorbents exhibit outstanding adsorption capacity even though the surface area is lower than that of porous and magnetic beta-cyclodextrin-based adsorbents. The beta-cyclodextrin/chitosan functionalized graphene oxide hydrogel with specific surface of 17.6 m²·g^–1 yields an extraordinarily maximum adsorption capacity of 1499 mg·g^–1 methylene blue, while beta-cyclodextrin/chitosan modified with iron(II, III) oxide nanoparticles displays a much greater maximum adsorption capacity at 2780 mg·g^–1. The hydrophobic interaction, functional groups, hydrogen bonding, and electrostatic interaction govern the adsorption to a greater capacity. Although this commentary is not exhaustive, the preparation strategies and illustrated mechanisms provide useful insights into the adsorbent–adsorbate interactions, cost-effective analysis, challenges, and future directions of beta-cyclodextrin-based adsorbents in wastewater treatment.     

氯化钙-13X分子筛复合吸附剂的实验研究

将氯化钙填充到13X分子筛的多孔结构内钊备出了氯化钙-13X分子筛复合吸附剂,并对其吸附性能进行了实验研究。实验结果表明,复合吸附剂中氯化钙含量越高,其平衡吸附量越高,当氯化钙含量为46.2%时,其平衡吸附量最大可以达到0.557g/g,是13X分子筛的2.2倍。     

化学吸附制冷用氯化锶复合吸附剂的制冷性能

对以SrCl₂、活性炭为吸附剂,NH₃为制冷剂所组成的吸附式制冷工质对的吸附性能进行了研究。拟解决SrCl₂吸附剂颗粒强度不高、长期使用后易出现膨胀粉化、吸附床传热传质性能下降等问题,将SrCl₂分别与活性炭、CaSO₄按质量比4∶1复配,进行吸附制冷性能实验。并对SrCl₂的吸附机理及CaSO₄的胶凝作用进行了探讨。实验结果表明：温度是过程的控制因素,在100℃时,SrCl₂/活性炭、SrCl₂/CaSO₄复合吸附剂的单位脱胶凝剂基吸附剂制冷量分别是SrCl₂的2.1倍和1.4倍。对吸附剂比表面积及孔结构进行表征,结果显示：SrCl₂/CaSO₄复合吸附剂的比表面积和孔结构保持良好;SrCl₂/活性炭复合吸附剂的比表面积和孔容明显增大,孔结构得到了改善。