4A分子筛掺杂PES膜吸附剂的制备及其对Cu2+吸附性能研究

以聚醚砜(PES)为膜基质材料,以粒径分布较均匀的4A分子筛为功能颗粒,采用相转化法制备出了对Cu2+具有较大吸附容量的膜吸附剂;研究了4A分子筛填充PES膜吸附剂对Cu2+的吸附与脱附性能;探讨了4A分子筛填充量、离子强度、温度、pH、初始浓度等因素对其吸附性能的影响.结果表明:膜吸附剂的吸附容量随着4A分子筛填充量的增加而增大,当4A分子筛质量分数达60%时,膜吸附剂对Cu2+的吸附容量可达109.7 mg/g;0.1 mol/L的HCl溶液对吸附饱和的膜吸附剂脱附率达98.6%.     

固定床固体吸附除湿系统的性能分析与评价

基于独立除湿的理念,设计了一种新型的固体吸附床结构形式和一个测试吸附床除湿性能/吸附剂除湿性能的系统,并以两种常见吸附剂活性氧化铝和4A分子筛为除湿材料,测定了活性氧化铝和4A分子筛吸附剂及整个吸附床的除湿性能,在实验数据的基础上,提出了吸附床及吸附材料除湿性能的评价指标.     

M-MOF-74吸附分离天然气中CO2的模拟研究

研究了M-MOF-74系列吸附剂在天然气脱CO_2中的应用,建立了M-MOF-74系列吸附剂的骨架模型,并利用GCMC方法计算了CO_2纯组分气体以及CO_2/CH4混合气体在M-MOF-74系列吸附剂上的吸附。结果表明,M-MOF-74系列吸附剂对CO_2的吸附量从大到小的顺序为Mg-MOF-74>Ni-MOF-74>Co-MOF-74>Fe-MOF-74>Cr-MOF-74>Mn-MOF-74;吸附混合气体时,CO_2吸附量规律与纯CO_2吸附量一致,CH4吸附量从大到小的顺序为Mg-MOF-74>Ni-MOF-74≈Co-MOF-74≈Fe-MOF-74≈Cr-MOF-74≈Mn-MOF-74;气体在M-MOF-74系列吸附剂上的等量吸附热的大小规律与吸附量规律相同,说明气体与M-MOF-74系列吸附剂之间的相互作用是影响吸附量的主要因素。吸附剂对混合气体的选择性从大到小的顺序为Ni-MOF-74>Co-MOF-74>Fe-MOF-74>Mn-MOF-74>Cr-MOF-74>Mg-MOF-74。综合比较CO_2吸附量、再生能耗、选择性系数等参数,Ni-MOF-74更适合吸附分离天然气中的CO_2。     

离子交换改性斜发沸石用于分离性能研究N2/CH4

抽放煤层气的主要成分为氮气和甲烷,采用以N2为强吸附组分的天然斜发沸石进行变压吸附分离(PSA),CH4成为塔顶产品,其回收率和纯度会大大提高.首先对4种国内不同地区的斜发沸石进行筛选,结果表明1#斜发沸石氮气吸附量大于甲烷,为氮气选择性吸附剂.为了进一步提高1#斜发沸石的氮气选择性能,对其进行离子交换改性研究,发现在室温下交换3次的Na-Cp-1分离效果最好,氮气/甲烷分离因子达5.48,是非常好的氮选择性吸附剂;而Li+、K+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Sr2+离子交换后斜发沸石对N2和CH4的吸附差异较小.     

用多元气体等温吸附成果评价煤层气开发潜力

针对煤层气中通常含有一定数量非 CH4气体的现实情况 ,进行了纯 N2 、纯 CH4和 CH4- N2二元气体等温吸附实验的对比研究 ,分析了煤层气中的 N2 组分对煤层 CH4吸附性能的影响 .结果表明 ,用纯 CH4气体的等温吸附资料进行煤层气开发潜力的评价 ,可能会产生不完全正确的结论 ;而多元气体的等温吸附曲线 ,可用于进行煤层气开发潜力的正确评价 .     

HY/MCM-41分子筛的制备及改性后在吸附脱硫中的应用

采用附晶生长法合成了HY/MCM-41复合分子筛,利用X射线衍射仪(XRD)、N2吸附脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、智能重量分析仪(IGA)、吡啶原位红外(Py-IR)等技术对其物化性质进行了表征,发现HY/MCM-41复合分子筛具有微孔和介孔的双重孔道分布,且形貌为核壳结构。通过对金属Ce离子改性制得吸附剂的吸附脱硫性能考察,发现固相研磨法改性的吸附剂在空速为5h-1时吸附穿透硫容量可达1.81mg/g,大于液相离子交换法改性的吸附剂吸附穿透硫容量1.32mg/g。采用静态间歇法时,固相改性的吸附剂的脱硫率可达90.6%,高于液相改性的吸附剂脱硫率81.2%。同时发现,吸附剂表面的B酸对吸附脱硫有着抑制作用,而L酸尤其是弱的L酸的酸量与吸附脱硫性能有着正相关关系。     

金属改性13X分子筛及对石脑油吸附脱氯研究

以13X分子筛为载体,MgO和Fe2O3为活性组分,采用浸渍法制备了MgO/13X、Fe2O3/13X、MgO⁃Fe2O3/13X等三种吸附剂。利用XRD、N2吸附⁃脱附、TG⁃DTA等表征技术对制备的吸附剂结构进行了分析,并考察了吸附剂对石脑油的脱氯效果。结果表明,MgO和Fe2O3等金属氧化物均匀负载于13X分子筛上,且改性后的吸附剂比表面积和孔径略有增加,孔容有所减小。通过对比得出MgO⁃Fe2O3/13X吸附剂的脱氯效果最佳,最佳条件为吸附时间2 h、吸附温度60 ℃、剂油体积比1∶40的情况下,脱氯率最高,达到89%。通过拟合结果可知,吸附过程符合准二级吸附动力学模型,主要为物理吸附过程。     

M/AC和MY分子筛吸附脱除FCC汽油中硫的研究

制备了金属离子改性吸附剂--M/AC和MY分子筛,用于真实汽油吸附脱硫,并检测了它们对真实汽油的脱硫效果。其中考察不同金属离子改性吸附剂、吸附剂的用量(剂油比)等对脱硫性能的影响,及改性后的吸附剂Cu/AC于不同吸附温度和不同吸附时间对脱硫性能的影响。结果表明:Cu2+、Ag+改性的分子筛和活性炭表现出良好的吸附能力,并且活性炭对FCC汽油脱硫性能优于NaY分子筛的脱硫性能。综合考虑,筛选出吸附剂Cu2+/AC,在温度为30℃、静态吸附6 h、剂油比(g/mL)为1∶10的条件下对FCC燃料油吸附脱硫最佳。     

CeY分子筛对HDS汽油的吸附脱硫及表面酸性的影响规律

用固相离子交换和液相离子交换法制备了CeY分子筛,利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附脱附、电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP)等方法表征了吸附剂的物理性质,借助NH3-TPD及吡啶-原位傅里叶变换红外(Py-FTIR)技术考察了吸附剂表面的酸度分布及酸类型。采用固定床动态吸附实验和色谱-硫化学发光检测(GCSCD)偶联技术系统考查了改性Y分子筛对加氢脱硫燃料油的吸附脱硫性能。结果表明,4种Y分子筛对加氢脱硫油脱硫能力大小顺序为S-CeYL-CeYNaYHY。表面酸性的差异显著地影响分子筛的吸附脱硫性能,两种方法制备的CeY分子筛表面酸性与NaY原粉差异较大,分子筛表面B酸中心是噻吩发生催化反应的活性中心。     

蒙脱石吸附CH_4和CO_2的分子模拟

为了解CH4和CO2在页岩储层蒙脱石中的吸附机理及其相互关系,运用分子力学(Molecular Mechanics,MM)方法得到Na-蒙脱石、CH4和CO2的最优构型,采用巨正则蒙特卡洛(Grand Canonical Monte Carlo,GCMC)方法计算不同埋深下蒙脱石对CH4、CO2和CH4/CO2的吸附性能,地温梯度为30K/km,压力梯度为15MPa/km.模拟结果表明:吸附量随温度和压力的升高先急剧增加后缓慢减小;蒙脱石吸附CH4和CO2为物理吸附,页岩气藏埋深为2~4km时页岩储层蒙脱石中CH4吸附气大量聚集,利用CO2置换技术开采页岩气的最佳深度约为2km,埋深约为4km时效果最差.该研究可为页岩气的勘探开发提供依据.     

氨气在4A分子筛上的吸附动力学研究

采用固定床中4A分子筛吸附的方法,研究不同NH3浓度和吸附床温度条件对分子筛吸附效果的影响.通过吸附穿透曲线和吸附床中的吸附平衡质量测定分子筛的吸附容量,并利用Langmuir等温方程对吸附等温线进行拟合.结果表明:分子筛的吸附容量随吸附床温度升高而降低,随吸附质初始浓度升高而升高,吸附平衡符合Langmuir方程.     

Adsorption and desorption on coals for CO2 sequestration

Adsorption and desorption of carbon dioxide, methane and other gases on coals has been investigated experimentally using representative Zhongliangshan coals. Gas adsorption is one of the major concerns for both CO2 sequestration and methane recovery processes. The experiments were carried out using both single and multi-component mixtures at 25 ℃ and 30 ℃ with the highest pressure of 12 MPa. The coal was under moisture equilibrated conditions. This provides experimental data from which a predictive assessment of CO2 sequestration and/or methane recovery can be conducted. The results show that for pure gasses the CH4 adsorption capacity is higher than the N2 adsorption capacity but lower than the CO2 adsorption capacity. Injection of CO2 or other gases into the coal significantly affects CH4 desorption. This allows the enhancement of CH4 recovery from the coals, thus supplying more clean energy while sequestering significant amounts of CO2 thereby reducing the greenhouse effect from human beings.     

CO_2、CH_4在改性MFI沸石中吸附的分子模拟

采用巨正则蒙特卡洛（GCMC）方法研究了CO2、CH4在全硅MFI沸石和MFI（4Na＋）沸石中的吸附行为,计算获得了CO2、CH4在两种架构中的吸附等温线、吸附能量分布曲线和粒子云分布图,结果表明：CO2、CH4纯组分在较低压力下有较高的吸附量,并且吸附量随压力的增大而增加,随温度的升高而小幅减少,其混合组分在两架构中均发生明显的竞争吸附行为;Na＋的存在使MFI型沸石对CO2的吸附能力和选择性得到增强。     

ZS-5／MCM-41复合分子筛用于FCC汽油脱硫的初步考察

采用纳米组装法制备ZSM-5／MCM-41复合分子筛,应用XRD、N2吸附-脱附,NH3-TPD、SEM等方法对ZSM5／MCM-41的性质进行了表征,考察了金属CuO负载含量、吸附温度、重时空速等因素对复合分子筛的脱硫性能的影响。结果表明,分子筛的孔容、孔径、比表面积、酸性等性质均能影响吸附剂的脱硫性能,在常压且较低的温度下,质量分数5％CuO负载催化剂经活化后的脱硫率近90％。ZSM-5／MCM-41在吸附脱硫的同时,对FCC汽油中烯烃和芳烃组分的含量分布具有-定的影响。     

柚皮基活性炭吸附除磷试验

采用农业废弃物柚子皮制备活性炭用于吸附去除废水中的磷,研究了溶液中磷的初始浓度、柚皮基活性炭投加量、pH和温度等因素对磷吸附过程的影响。研究结果显示：在pH值为2、6和10时,制备的活性炭样品对磷的吸附量变化不大;在温度20～50℃范围,吸附量变化并不明显（0.60～0.69 mg/g）,40℃时,磷的吸附量接近最大值（0.69 mg/g）;随着初始浓度的增加,磷的吸附量逐渐增大。吸附数据遵循Freundlich等温吸附模型,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附的表观活化能为42.03 kJ/mol,柚皮基活性炭对磷的吸附属于化学吸附。     

铁铝复合吸附剂去除水中痕量磷效能及机理

考察了铁铝复合吸附剂去除水中痕量磷的效能,并采用粒度分析、Zeta电位测定及能谱分析等手段对其吸附除磷机理进行探讨.结果表明,该吸附剂具有高效吸附除磷效能,明显优于同等条件下Fe_2O_3和活性氧化铝(γ-Al_2O_3),初始ρ(PO_4~(3-)-P)=0.3 mg/L时,其吸附容量比Fe_2O_3和γ-Al_2O_3分别提高了近1.5倍和2.5倍.该吸附剂具备超细粉体的特征,比表面积达184.45 m~2/g,是Fe_2O_3的9.15倍.Al元素的嵌入、制备过程中.研磨粉碎导致的晶格错位及微晶化是其对磷高效吸附的一个主要原因.其0电荷点为6.2,水处理过程中.在吸附剂表面同时存在非特性吸附和强特性吸附是其对磷高效吸附的另一个主要原因.     

镍离子筛基体对镍吸附性能的影响

利用离子记忆效应机理,以小粒径的分子筛原料为基体,研究了Na型分子筛、水洗分子筛及H型分子筛对镍的吸附性能．结果表明：材料为Na型分子筛、Ni^2＋浓度为1500mg／L时,可达到最大饱和吸附量约为90mg／g;材料为水洗分子筛、Ni^2＋浓度为1000mg／L时,可达到最大饱和吸附量约为50mg／g;材料为H型分子筛、Ni2＋浓度为200mg／L时,可达到最大饱和吸附量约为1．3mg／g。经XRD表征,H型分子筛的结构改变,对镍的吸附能力大大降低．Na型分子筛和水洗分子筛对镍的吸附动力学过程可以用准二级模型进行很好的描述．     

纳米分子筛处理低浓度含氟地下水的试验研究

研究了纳米分子筛在不同条件下对低浓度含氟地下水的处理效果以天津市某地区含氟浓度为4．22mg/L的地下水为原水,分析了不同pH值、不同分子筛用量和不同搅拌时间等因素对吸附效果的影响。试验结果表明：在试验选定的范围内,控制适当的pH值,加大除氟剂投加量,适当延长搅拌时间等均能提高纳米分子筛的吸附容量。在最佳条件下,此种纳米分子筛的吸附容量可达2．2g／kg。