纤维素纳米颗粒对水中有机污染物吸附性能的研究

纤维素纳米颗粒是一种容易制备且价格低廉,并具有一定可再生性的吸附材料,广泛应用于有机污染物的去除等领域。使用3种改性纤维素纳米晶体(硬脂酰纳米纤维素,油酰纳米纤维素和亚麻酰纳米纤维素)作为吸附材料,研究其对硝基苯、1,2-二氯代苯和2-萘酚3种持久性有机污染物的最大等温吸附量和吸附速率。结果表明,表面改性后的3种纤维素纳米晶体均对硝基苯具有较大的吸附能力。     

高盐废水残余Ca(Ⅱ)的离子交换软化实验

在高盐废水浓缩减量过程中,残余的Ca(Ⅱ)容易形成碳酸钙和硫酸钙沉淀,影响膜浓缩系统的长期稳定运行。本文采用静态吸附系统研究了Amberlite IRC 747、Letwatit TP 260和D113 3种离子交换树脂对高盐废水中残余Ca(Ⅱ)的吸附规律。结果表明:延长接触时间和升高反应温度,3种离子交换树脂的吸附量均会上升,而提高含盐量则会显著抑制Ca(Ⅱ)的吸附;Langmuir等温线比Freundlich等温线的拟合结果更好,IRC 747、TP 260和D113的理论最大吸附量分别为81.43、75.08、109.17 mg/g;离子交换树脂对Ca(Ⅱ)的吸附过程符合拟二级动力学,初始反应速率大小顺序为IRC 747D113TP 260;离子交换反应的吉布斯自由能变化(?G_o)、焓变(?H_o)、熵变(?S_o)和活化能(E_a)等热力学参数表明,3种离子交换树脂对Ca(Ⅱ)的吸附有效,属于吸热反应,且反应可以自发进行。     

吸附烟气中NOx 的吸附剂研究进展

工业和交通部门燃烧化石燃料产生的NOx是大气中最普遍的有害气体。降低由化石燃料燃烧造成的NOx排放迫在眉睫。通过对比研究多孔碳材料吸附剂、沸石分子筛吸附剂、金属有机框架材料吸附剂与金属氧化物吸附剂的结构特点以及NO的吸附量与选择性、反应特性及吸附剂的吸附机理,提出了这几种吸附剂作为NOx吸附剂的可能性以及存在的不足,为研发可实现NOx脱除并回收利用的资源化吸附剂提供参考。     

锅炉酸洗钝化废液中亚硝酸钠的处理

一、概况我厂1～4号锅炉的新炉酸洗后是采用亚硝酸钠进行钝化处理的。1、2号炉的钝化废液都未加处理就直接排入了珠江,其亚硝酸钠废液不但是一种剧毒物质(危险量约2克),而且它还可与仲胺类物质(常存在于一些食物和药品如:茶、海鱼、糖精、土霉素、氨基比林等物质中)生成强致癌物质亚硝胺,它不但可以在人体之外形成,而且可在人体之内合成,因此国外饮用水要求将亚硝酸钠的含量严格控制在0.1PPM 以下,城市污水处理后含量<10PPM。由于钝     

生物质热解焦吸附模拟烟气中SO2和NO的实验研究

以麦秆、稻秆、棉花秆、玉米秆和稻壳等5种生物质原料为对象,在热解温度Tp 673~1 073 K范围内,采用快速热解和慢速热解方式制备了生物质焦,利用固定床吸附反应装置研究了焦粒粒径、热解温度、热解速率、烟气组成、吸附反应温度和生物质种类等因素对生物质焦吸附模拟烟气中SO2、NO的影响。结果表明:生物质焦对SO2的吸附效率和吸附量随着生物质焦粒径的减小而增加,但其增加趋势逐步减小。随着热解温度升高,生物质焦对SO2的吸附效率和吸附量均呈现先上升后下降的趋势。快速热解生物质焦对SO2和NO的单独吸附效率和吸附量均高于慢速热解焦。生物质焦对SO2和NO的吸附效率和吸附量均随着吸附反应温度的升高而下降。生物质焦对SO2吸附能力显著优于吸附NO的能力,模拟烟气中SO2组分对NO吸附具有显著促进作用。SO2和NO同时吸附时,WS-RP873型生物质焦对SO2的吸附量较单独吸附时减少了22.3%,但其对NO吸附量却提高了112%。在Tp 873K快速热解条件下,各种生物质焦对SO2吸附量顺序为麦秆焦>玉米秆焦>稻秆焦>稻壳焦>棉花秆焦,对NO吸附量顺序为麦秆焦>稻秆焦>玉米秆焦>稻壳焦>棉花秆焦。     

基于第一性原理计算Ti掺杂MoS2对CF4、C2F6和COF2的吸附性能

近年来,碳氟类环保绝缘气体作为在一定条件下具有潜力替代SF_6气体而被广泛关注,其中CF_4、C_2F_6和COF_2为碳氟类绝缘气体的3种主要分解产物。文中基于第一性原理探讨分析了以上3种气体在Ti掺杂MoS_2上的吸附特性,计算并比较了不同气体分子在吸附时所产生的吸附能、电荷转移量以及态密度等吸附参数。结果显示,Ti-MoS_2对COF_2产生了较强的吸附作用,对CF_4、C_2F_6则表现出不敏感性,其相互作用力主要为范德华力。在吸附COF_2后,Ti-MoS_2电导率会提升,而在吸附CF_4和C_2F_6后Ti-MoS_2电导率会降低。因此Ti掺杂MoS_2对3种气体具有选择性检测,在气体绝缘设备在线监测领域有可能作为一种新型的电阻型气敏传感器。     

CO2/H2O吸附分离特性研究

CO₂捕集是实现碳中和的重要技术路径。该文实验研究了298、348K的单组分CO₂和298、313K的CO₂/H₂O双组分气体,在活性炭、活性氧化铝、3A、13X中的等温吸附和动态吸附特性。基于Langmuir、LRC、Toth、DA、Freundlich吸附模型,对单组分CO₂吸附预测与实验结果进行了对比分析。研究了CO₂/H₂O吸附过程进气水蒸气含量、流量、温度对4种吸附剂的穿透曲线和吸附量的影响规律。结果表明,单组分CO₂吸附量：13X>活性炭>活性氧化铝>3A,CO₂/H₂O穿透时间随流量增大和温度升高而缩短;沸石类穿透时间随水蒸气含量增多而缩短,其他吸附剂表现相反;水蒸气含量增加会抑制CO₂吸附;3A具有较好的CO₂/H₂O吸附选择性。     

基于密度泛函理论的油中溶解气体吸附分析

变压器油中溶解气体分析是监测变压器设备状态的重要手段。CO、CH 4和C 2 H 2是变压器油中溶解的代表性气体成分,基于密度泛函理论,首先确定过渡金属原子Pt在典型的层状过渡金属硫族化合物WSe 2表面的最佳吸附位置,获得3种气体在Pt-WSe 2表面的吸附行为,分析了气体吸附、电荷转移、吸附能、电子态密度、电荷密度形变和前沿轨道结构。作为一个电子受体,Pt-WSe 2从3种气体分子中吸引电子,CO和C 2 H 2分子的吸附类型为化学吸附,吸附效果较强,CH 4吸附是物理吸附,吸附效果较弱。气体分子的吸附导致Pt-WSe 2带隙增大,即电阻率增大。文中探索了将Pt掺杂的WSe 2改性材料应用于检测典型变压器油中溶解气体的潜力,提供了气敏吸附的理论依据。     

热电池电解质流动抑制剂MgO的研究

为获得性能优良、满足科研生产需求的电解质粘合剂MgO材料,采用扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)等测试手段对国内九种MgO材料进行了微观形貌和比表面积、孔径分布特征的观察分析;并通过测试电解质泄露量,评价不同MgO作为吸附剂时的吸附作用效果和不同种类MgO作为粘合剂时的抑制流动情况;同时将不同种类的MgO材料作为粘合剂制备成单体电池,进行了电性能的测试。结果表明:1~#～9~#样品形貌差异非常明显,由粒径约为几十纳米～几百纳米的颗粒聚集体或片状聚集体组成;与现有生产使用的1~#MgO材料平均孔径和总孔体积性能参数相近的有3~#、5~#和9~#MgO;与其他几种MgO材料相比,3~#MgO具有更强的吸附能力,并且对电解质E有更强的流动抑制作用;与现有生产使用的1~#MgO材料相比,以3~#MgO为抑制剂制成的单体电池具有最高的放电比容量和更高的放电电压。     

铂掺杂单壁碳纳米管对新型环保气体CF3I典型分解产物吸附特性研究

环保型绝缘气体CF3I会在局部放电下发生分解并生成C2F6、I2、C2F5I、C2F4和CH3I等产物.为此,该文基于密度泛函(OFT)理论,构建和优化了Pt掺杂(8,0)单壁碳纳米管(Pt-SWCNT)及两种典型CF3I局部放电分解产物C2F6和CH3I的分子模型.在此基础上,计算和分析了C2F6和CH3I气体在Pt-SWCNT上的吸附距离、吸附能量、电荷转移量、态密度和前沿分子轨道等吸附特性.研究发现:Pt-SWCNT和C2F6分子间的吸附能及电荷转移量均很小,并且吸附前后的态密度和能隙变化并不明显,表明Pt-SWCNT并不适用于检测C2F6气体.而Pt-SWCNT和CH3I分子之间有着较强的相互作用,并且该吸附以化学吸附为主,吸附CH3I后的能隙显著减小,表明Pt-SWCNT对CH3I气体具有较好的气敏特性.这为环保型气体CF3I在气体绝缘设备中的监测提供理论依据.     

新型吸附剂脱除烟气中气态汞的试验研究

用恒温水浴中汞渗透管的汞蒸气发生装置以及烟气主要气体成分模拟烟气条件，在小型固定床试验台上开展天然沸石、膨润土和蛭石及其化学改性剂作为吸附剂脱除气态汞的试验研究。经NaCl溶液改性后的钠型沸石对汞的吸附能力有所提高，但与活性炭相比，还有一定差距。随Hg0入口浓度增加，钠型沸石吸附量增加；吸附温度升高，其吸附量显著降低，呈现典型的物理吸附特征。对膨润土和蛭石利用表面活性剂改性后，其单位吸附量均有所增加，对单质汞的吸附均呈现明显非线性，主要靠表面物理吸附作用。用MnO2、FeCl3金属氧化物对矿石样品进行化学改性后，吸附时间大为延长，原因在于吸附过程不再是单纯的物理吸附，而在吸附剂表面发生了化学反应，化学吸附过程有效增加了吸附能力。因此，可进一步通过改变化学浸渍试剂，继续提高改性吸附剂的吸附能力。     

阻燃改性氢氧化镁/低密度聚乙烯的性能研究

分别采用两种改性氢氧化镁(MH)为阻燃剂与低密度聚乙烯(LDPE)复合,制备了低密度聚乙烯/改性氢氧化镁(LDPE/MH)阻燃材料,研究了阻燃剂对材料力学性能、阻燃性能、热稳定性、电性能的影响.结果表明:改性氢氧化镁阻燃剂的加入明显提高了材料的阻燃性能,但会降低其力学性能、热稳定性与电性能;采用氨基硅烷偶联剂改性氢氧化镁的低密度聚乙烯阻燃性能优于采用烷基硅烷偶联剂改性氢氧化镁的体系,但其对材料力学性能、电性能的不利影响更加明显.当烷基硅烷偶联剂改性氢氧化镁添加量为70份时,材料的综合性能较佳.     

掺杂硫化钼对油中特征气体C_2H_2的吸附性能

乙炔(C_2H_2)是油浸式变压器故障的重要故障特征气体,其组分浓度和产气速率可有效反映电力变压器油纸绝缘性能。为实现油中C_2H_2特征气体的快速、准确、有效检测,提出一种基于金属掺杂硫化钼(MoS_2)基半导体气体传感器的油中C_2H_2特征气体检测方法。基于第一性原理计算了本征及贵金属(Au和Ag)掺杂MoS_2材料对油中特征气体C_2H_2的吸附特性。计算并比较了吸附能、电荷转移量、电子态密度等吸附特性,结果表明掺杂MoS_2对C_2H_2的吸附为化学吸附,而本征MoS_2则显示出物理吸附特性,强度为Au掺杂MoS_2Ag掺杂MoS_2本征MoS_2。理论计算所得吸附特性结果,有利于完善MoS_2材料的气敏机理,为基于MoS_2传感器的油中故障特征气体检测奠定了基础。     

生物膜中活性微生物对营养盐磷的吸附作用

生物膜中活性微生物对水环境中污染物质的迁移转化过程起着决定性作用。采用环境生物学中ATP生物发光检测法,研究生物膜上活性微生物量对吸附水中营养盐磷动力学过程的影响,探究微生物作用于吸附过程的机制。结果表明,自然水体培养的生物膜中活性微生物量随着培育时间的增长而增加,3天后基本保持稳定;不同生长时期的生物膜对磷的吸附能力不同,培养7天的生物膜的吸附能力最强;生物膜对磷的吸附与微生物量的变化存在明显相关关系,其吸附过程呈现四种典型阶段;高流速条件下形成较为密实的生物膜,微生物对吸附过程影响更为显著;此外,活性微生物对吸附动力学的影响还与培养水体的光照、营养状况及p H有关,碱性环境更有利于生物膜对磷的吸附。     

两种吸附剂对SF6分解特征组分吸附的实验与分析

研究吸附剂对在局部放电下SF6分解组分的影响是探究利用分解组分诊断 SF6电气设备内部早期绝缘缺陷的重要内容。为此,在建立的特定吸附实验研究平台上,选用SF6电气设备中最常用的活性氧化铝和kdhF-03型分子筛吸附剂,对局部放电(partial discharge,PD)下产生的4种SF6稳定分解特征组分(CF4、CO2、SO2F2和SOF2)进行吸收特性研究,利用气相色谱仪和质谱联用仪定时检测气室内气体残余量,结合吸附量和等温吸附线对吸附机制和作用过程进行了深入分析。结果表明：两种吸附剂几乎不吸附 CF4,对CO2略有吸附,但对SO2F2和SOF2有较强的吸附能力,吸附量由多到少依次为SOF2>SO2F2>CO2>CF4。因此,在利用特征组分含量及变化规律辨识 SF6气体绝缘设备的绝缘缺陷时,必须考虑吸附剂的影响。实验也发现选用SOF2+SO2整体作为辨识 SF6设备内部绝缘缺陷的一种特征组分更有效。     

负载固体胺的多孔聚酯对CO_2的吸附

四乙烯五胺(tetraethylenepentamine,TEPA)与乙二醇二缩水甘油醚(glycol diglycidyl ether, GDE)同时载入多孔聚酯中,并加热使TEPA与GDE反应,从而制备出负载有固体胺的多孔吸附剂。通过元素分析和红外光谱能够确定多孔聚酯中负载了大量的TEPA,并且TEPA与GDE在多孔聚酯中成功反应。通过扫描电子显微镜和氮气吸附等温线可以确定负载有机胺后多孔聚酯的中的通孔结构得以保留,而孔体积以及比表面积明显减少。作为CO_2吸附材料,研究发现负载固体胺的多孔吸附材料吸附CO_2是动力学控制过程;当材料负载的TEPA与GDE摩尔比为1.8(25)1时,吸附量可达40.1mg/g(10k Pa,80℃),而TEPA与GDE摩尔比为1.5(25)1时材料具有优异的循环稳定性能,100次吸脱附循环后仍能保留首次循环97%的吸附量。     

防渗材料对粉煤灰析出物吸附特性研究

采用标准测定方法．通过吸附动力学试验、静态吸附试验测定两种防渗材料：黄土状亚粘土和石灰改性粘土对粉煤灰浸出液中主要污染组分的吸附特性，结果表明：后者对污染物的吸附比前者好。     

改性活性炭对模拟燃煤烟气中汞吸附的实验研究

为了获得消耗量小、性能高效的燃煤烟气脱汞吸附剂，采用活性MnO2浸渍、FeCl3浸渍和不同温度下渗硫等方法，对活性炭进行了改性，制得一系列改性活性炭吸附剂。采用固定床吸附的方式，对吸附剂在不同条件下的吸附效果进行了测试，筛选出3种高效、廉价的吸附剂，分别为活性MnO2浸渍活性炭、FeCl3浸渍活性炭和600℃渗硫活性炭。和原活性炭吸附剂相比，改性活性炭吸附剂对汞蒸气的吸附能力有较大提高，有效吸附时间大大增加，在有效吸附时间内，穿透率大大降低。改性后的活性炭吸附能力大大提高的原因在于，其吸附过程中，除了物理吸附，还发生了化学吸附。     

负载型纳米TiO_2光催化氧化NO_x的实验研究

阐述了负载型纳米TiO2光催化氧化NOx的机理,并设计了光催化氧化实验装置。采用超声波震荡将纳米TiO2均匀地镀在活性炭纤维、γ-Al2O3颗粒和石英砂颗粒上,制备了3种催化剂,从吸附、光解和氧化3个角度比较了3种催化剂的催化效果,然后考察了NO浓度、O2含量和含湿量等3个影响因素对NO转化率的影响。研究结果表明:NO浓度较低时,以活性炭纤维为载体的光催化剂,由于其较高的吸附能力和选择性催化氧化(SCO)特性,取得了较好的NO转化率;NO浓度较高时,以石英砂颗粒为载体的光催化剂,由于其较好的透光性,取得较好的NO转化率。     

碳基材料纳孔空间内SO_2吸附转化机理

活性焦脱硫过程中SO_2在纳孔内发生吸附、转化、迁移,这些过程受孔结构和表面化学性质的共同影响。揭示碳材料纳孔内SO_2吸附转化机理是发展SO_2资源化脱除技术的理论基础。综述团队围绕碳材料纳孔内SO_2吸附转化机理开展的研究:1)利用典型活性焦材料,揭示纳孔中SO_2在O2和H2O作用下的吸附转化机理;2)通过量子化学计算明确碳材料内催化氧化SO_2的活性位;3)揭示微孔、中大孔在SO_2吸附、转化、迁移中的作用,指出理想的脱硫碳材料应具有的孔隙结构;4)基于分子自组装技术制备模型碳材料,单因素研究了含氮官能团对SO_2吸附转化影响。研究揭示碳材料纳孔内SO_2吸附转化机理,为SO_2资源化脱除技术的发展提供了理论参考。