混合胺修饰的介孔硅胶吸附CO2性能研究

以介孔硅胶为载体,采用"嫁接+浸渍"两步法制备了混合胺(APTS+TEPA)修饰的介孔硅胶吸附剂。在固定床中考察了3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)和四乙烯五胺(TEPA)负载量、吸附温度、进气流量对CO2吸附性能的影响,并研究了吸附剂的循环稳定性。结果表明,当APTS负载量30%,TEPA负载量30%(TEPA30-APTS30-MSG),吸附温度为70℃,进气流量为30 m L/min时,该吸附剂表现出最好的吸附性能,饱和吸附量高达3.04 mmol/g,较纯TEPA浸渍提高了37.6%。该吸附剂经10次吸脱附循环后,饱和吸附量仅下降2.96%,具有较好的循环稳定性。     

模板法壳聚糖基介孔碳材料的制备与表征

以壳聚糖为碳前驱体、正硅酸乙酯为模板硅源,利用模板法制备了介孔碳材料。通过N2吸附/脱附、XRD、TEM等手段对介孔碳结构进行了表征。考察了溶液pH值和硅碳比对介孔碳孔结构的影响,介孔碳对维生素B12的吸附性能。结果表明,介孔碳材料孔隙发达、呈蠕虫状孔结构;溶液pH值为4、硅碳比为0.9时,介孔碳的比表面积、孔容及平均孔径分别达到1 118 m~2/g,1.48 cm~3/g及5.3 nm;对VB_(12)分子的吸附过程符合Langmuir单分子层吸附模型,最大平衡吸附量达到417.8 mg/g,2 h吸附量达到平衡吸附量的87.4%。     

纤维状介孔碳材料的制备及超级电容性能的研究

以间苯二酚-甲醛树脂为碳源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,九水硅酸钠为助剂,制备纤维状介孔碳材料。采用扫描和透射电子显微镜对样品进行表征,表明样品具有纤维状形貌并存在无序介孔结构;氮气吸附脱附测试结果表明,样品具有较高的比表面积(1 257 m~2/g),均一的介孔(4.0 nm);电化学测试结果表明,当电流密度为1 A/g时,其比电容为158.5 F/g,具有良好的电容性能和循环稳定性,可作为电极材料应用于超级电容器中。     

分子筛SBA-15对有机气体的吸附-脱附性能

以聚乙二醇-聚丙三醇-聚乙二醇为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,在不同晶化温度下制备了比表面积和晶化不同的SBA-15介孔分子筛,用穿透曲线和程序升温脱附考察了分子筛对甲苯和乙酸乙酯的吸脱附性能。实验结果表明,随着晶化温度从80 ℃升高到135 ℃,SBA-15分子筛对有机气体吸附量减少,脱附温度降低。通过比较发现,分子筛对甲苯的吸附容量比对乙酸乙酯的吸附容量小,SBA-15分子筛呈现亲乙酸乙酯和憎甲苯的性能。     

新型碳基吸附材料及其制备方法

<正>申请号:201610586218.9申请日:2016-07-22申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院本发明涉及一种新型碳基吸附材料及其制备方法,主要解决现有吸附回收材料在高湿度环境下疏水性差、吸附目标有机物分子容量低、真空脱附难度高、吸脱附速率慢的问题。该新型碳基吸附材料所述碳基吸附材料比表面积为500~2 300 m~2/g,介孔含量为30%~70%,微观呈现出三维交联网状等级孔结构,介孔孔径大小为2~60 nm,最可几孔径为     

介孔炭CMK-3吸附剂对噻吩类硫化物的吸附性能

研究了采用硬模板法制备的介孔炭CMK-3吸附剂对模拟油中噻吩(TS)、苯并噻吩(BT)及二苯并噻吩(DBT)的吸附性能。采用X射线衍射、氮气吸附-脱附及透射电子显微镜对介孔炭CMK-3吸附剂进行了表征。结果表明,介孔炭CMK-3具有有序的孔道结构,比表面积、平均孔直径和平均孔容分别为1 232 m~2/g、4.878 nm和1.502 cm~3/g。同时探讨了介孔炭CMK-3对TS、BT及DBT的吸附动力学和热力学规律。结果表明,与Freundlich吸附等温模型相比,CMK-3吸附剂对TS、BT及DBT的吸附等温线更符合Langmuir吸附等温模型;吸附为放热过程,CMK-3对TS、BT及DBT的吸附焓变分别为-11.53,-19.74,-26.10 k J/mol。CMK-3吸附剂对TS、BT及DBT的吸附符合二级动力学模型,吸附活化能分别为37.53,34.42,47.67 k J/mol。     

模板法壳聚糖基介孔碳材料的制备与表征

以壳聚糖为碳前驱体、正硅酸乙酯为模板硅源,利用模板法制备了介孔碳材料。通过N2吸附/脱附、XRD、TEM等手段对介孔碳结构进行了表征。考察了溶液pH值和硅碳比对介孔碳孔结构的影响,介孔碳对维生素B12的吸附性能。结果表明,介孔碳材料孔隙发达、呈蠕虫状孔结构;溶液pH值为4、硅碳比为0.9时,介孔碳的比表面积、孔容及平均孔径分别达到1 118 m²/g,1.48 cm2/g,1.48 cm³/g及5.3 nm;对VB_(12)分子的吸附过程符合Langmuir单分子层吸附模型,最大平衡吸附量达到417.8 mg/g,2 h吸附量达到平衡吸附量的87.4%。     

间接模板剂法合成介孔SAPO-11分子筛及其加氢异构化性能

采用水热合成法,将未焙烧的介孔材料SBA-15作为硅源合成介孔SAPO-11分子筛。利用X射线衍射、N2吸附-脱附等温曲线,BET物理吸附,NH3-TPD以及扫描电子显微镜等对分子筛的形貌和孔结构性质进行表征。将正十二烷作为原料,考察负载量为0.5%的Pt/SAPO-11分子筛催化剂的加氢异构化反应催化性能。结果表明:以未焙烧的SBA-15作为硅源制备介孔SAPO-11分子筛,介孔比表面积为77.2 m2/g以及介孔孔容为0.261 m~3/g,有效降低孔道传质阻力,酸量显著增加,活性位增多,使长链烷烃加氢异构化的选择性达到65.21%。     

废印刷线路板基炭材料的制备及其性能研究

以废印刷线路板非金属粉末为碳源,KOH为活化剂,采用预处理-炭化-活化三步法制备了多孔炭材料(PBT-S),并研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。孔径分布和N_2吸附脱附等温线结果表明PBT-S具有微孔、介孔混合型的多级孔特征,比表面积为2796. 95 m~2/g,总孔容为1. 56 cc/g。在此基础上研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,实验结果表明,在pH为2、初始浓度为100 mg/L,投加量为20 mg条件下Cr(Ⅵ)吸附量可达234 mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附拟合更接近于Langmuir吸附等温线模型。     

介孔氧化铝的合成及其除氟性能评价

以铝酸钠和氯化铝为铝源,葡萄糖为调孔剂,采用水热合成及高温煅烧法制备了介孔氧化铝吸附剂。用XRD、SEM、TEM和N_2吸附-脱附技术对产物的物相结构、形貌及孔结构进行了表征,并研究了对F~-离子的吸附性能。结果表明,制备产物为颗粒状γ-Al_2O_3,具有蠕虫状介孔结构特征,孔径分布范围较窄(5 nm)。溶液中共存阴离子对介孔γ-Al_2O_3的除氟率有明显影响,影响大小顺序为PO_4~(3-)HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-。介孔γ-Al_2O_3的循环利用性能稳定,经5次吸脱附之后除氟率基本保持不变。     

介孔炭CMK-3吸附剂对噻吩类硫化物的吸附性能

研究了采用硬模板法制备的介孔炭CMK-3吸附剂对模拟油中噻吩(TS)、苯并噻吩(BT)及二苯并噻吩(DBT)的吸附性能。采用X射线衍射、氮气吸附-脱附及透射电子显微镜对介孔炭CMK-3吸附剂进行了表征。结果表明,介孔炭CMK-3具有有序的孔道结构,比表面积、平均孔直径和平均孔容分别为1 232 m²/g、4.878 nm和1.502 cm2/g、4.878 nm和1.502 cm³/g。同时探讨了介孔炭CMK-3对TS、BT及DBT的吸附动力学和热力学规律。结果表明,与Freundlich吸附等温模型相比,CMK-3吸附剂对TS、BT及DBT的吸附等温线更符合Langmuir吸附等温模型;吸附为放热过程,CMK-3对TS、BT及DBT的吸附焓变分别为-11.53,-19.74,-26.10 k J/mol。CMK-3吸附剂对TS、BT及DBT的吸附符合二级动力学模型,吸附活化能分别为37.53,34.42,47.67 k J/mol。     

磁性介孔炭合成及其氨化改性

以糠醇为炭源,Fe(NO3)2·9H2O为磁性前躯体,SiO2微球为模板采用一步浸渍法合成了磁性介孔炭,并用化学方法将含胺基官能团嫁接于磁性介孔炭的表面。利用扫描电子显微镜(SEM),红外光谱(FT-IR)和氮气吸-脱附(BET)对经乙二胺表面改性后氨化磁性介孔炭进行表征。结果表明:所合成的氨化磁性介孔炭比表面积为384 m2/g,平均孔容积为0.7 cm3/g,并具有双介孔微球结构。     

提高活性炭床吸附、解析效率方法研究

(1)在烟用丝束生产过程中,从纺丝机、丙酮回收区挥发的丙酮/空气混合气VLA(Vapour Load Air)约39g/m3由离心风机送至吸附床吸附解析单元(2台吸附1台解析)。丙酮气体进入吸附床后,其中的丙酮被吸附在床内的活性炭的微孔中,而其余含少量丙酮的气体达到排放要求,通过活性炭层排入大气中。经过一段时间活性炭微孔吸附足够的丙酮后,此台吸附床进入脱附解析,通过给此台吸附床一定蒸汽升温升压,被吸附的丙酮就被解析出来。(2)降低尾气中VOCs和节约丙酮消耗,提高蒸汽利用率,即能起到节能降耗的作用,也能降低VOCs排放量。     

水热法制备TiO_2/MMT复合材料及其吸附性能研究

以碳酸钠改性后的钠基蒙脱土为载体、硫酸钛为钛源,采用水热法制备了TiO_2/蒙脱土复合材料。通过XRD、SEM和N_2吸附-脱附测试手段研究其微观结构和光谱学性能,并以刚果红溶液为模拟染料废水,研究其吸附性能。结果表明,TiO_2附着于蒙脱土表面,形成TiO_2/蒙脱土复合材料。该材料具有介孔结构,比表面积高达261.03m~2/g,在刚果红初始浓度为50mg/L、振荡时间为2h的条件下,TiO_2/蒙脱土对刚果红的吸附率为88.96%,极限吸附量可达344.8mg/g。     

氮气吸附法研究偏高岭土基地聚合物孔结构特征

为揭示偏高岭土基地聚合物的微观孔结构特征并探索介孔地聚合物制备和微孔结构调控途径,采用氮气吸附法研究了偏高岭土基地聚合物的吸附/脱附等温曲线和微观孔结构特征(包括总孔体积、比表面积、孔形状和孔径分布等),并讨论了水玻璃模数和水用量对地聚合物孔结构的影响。结果表明:偏高岭土基地聚合物吸附/脱附等温曲线为IV型,迟滞回线为H1和H3混合型;总孔体积为0.141 8~0.313 6 cm~3/g,比表面积为28.87~53.25 m~2/g,孔径为2~92 nm,其中孔径为2~50 nm的介孔分别占总孔体积和比表面积的97.82%和98.87%;地聚合物中的孔以两端开放的圆柱形孔、平行板狭缝孔为主,同时存在少量一端封闭的圆柱形孔、平行板狭缝孔或墨水瓶孔。调整水玻璃模数和水用量均可在一定范围内调控偏高岭土基地聚合物孔结构。水玻璃模数由1.2增至1.8时,其总孔体积由0.225 3 cm~3/g降至0.141 8 cm~3/g,最可几孔径在13.91~19.56 nm范围;水用量由15.5增至18.5时,其总孔体积从0.221 9 cm~3/g逐渐增至0.313 6 cm~3/g,孔径分布先由水用量为15.5的单峰分布变为双峰分布;水用量增至18.5时,孔径分布显著宽化,最可几孔径消失。水用量比水玻璃模数对偏高岭土基地聚合物孔结构具有更强的调控效应。     

纤维状介孔碳材料的制备及超级电容性能的研究

以间苯二酚-甲醛树脂为碳源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,九水硅酸钠为助剂,制备纤维状介孔碳材料。采用扫描和透射电子显微镜对样品进行表征,表明样品具有纤维状形貌并存在无序介孔结构;氮气吸附脱附测试结果表明,样品具有较高的比表面积(1 257 m²/g),均一的介孔(4.0 nm);电化学测试结果表明,当电流密度为1 A/g时,其比电容为158.5 F/g,具有良好的电容性能和循环稳定性,可作为电极材料应用于超级电容器中。     

氯化镁改性硅胶的吸水等温线及脱附性能

用氯化镁改性硅胶制备复合干燥剂,在相对湿度为20%～90%的条件下研究氯化镁改性硅胶对水蒸气的吸附,采用FHH(Frenkel–Halsey–Hill)模型研究复合干燥剂表面的粗糙程度,测定水在改性硅胶上的程序升温脱附曲线,考察复合干燥剂的再生温度、再生次数及氯化镁改性对硅胶吸湿性能和水的脱附活化能的影响。结果表明:在相同条件下,氯化镁含量为1%时,改性硅胶的吸水量约为未改性硅胶的10倍,改性硅胶吸水符合第Ⅳ型等温线。通过FHH模型分析说明改性后硅胶的大片状固体颗粒被部分破坏,形成更为精细的孔隙分布,硅胶表面更加粗糙和不规则。程序升温脱附研究表明氯化镁改性硅胶的脱附活化能较小,脱附容易进行。脱附再生3次后,改性硅胶仍具有较高的吸水量,复合干燥剂具有较好的再生性能。     

介孔材料低温氮气吸脱附的孔道网络模型

介孔结构的表征和分析对于介孔材料的开发至关重要,其中低温氮气吸脱附法是最常用的介孔表征方法之一。然而,目前氮气吸脱附法采用的分析模型仍基于平行孔假设,无法描述脱附过程堵孔现象,以及获取孔道连通性等重要孔结构信息。本文建立了低温氮气吸脱附的孔道网络模型,用于分析介孔结构对氮气等温吸脱附行为的影响。通过对比氧化铝材料的氮气吸脱附实验数据和模拟结果,证实了建立的孔道网络模型能很好地描述介孔材料中低温氮气吸脱附行为。模拟结果表明平均孔径较小时,毛细凝聚分压低,液氮堵孔效应显著,氮气吸脱附曲线回滞环的范围和面积较大;孔径分布较宽时,小孔和大孔数量均较多,毛细凝聚和堵孔效应显著,回滞环面积较大;孔道连通性不会影响吸附过程,但会通过改变堵孔效应显著影响脱附过程,连通性越差,堵孔效应越强。证实了堵孔效应对氮气脱附过程影响显著,因而氮气吸脱附法需要考虑堵孔效应,建立的孔道网络模型也可为介孔结构分析提供合理的模型工具。     

聚偏氟乙烯制备多孔碳材料及其电化学性能研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,以非离子表面活性剂F127为添加剂,采用溶剂蒸发法结合高温碳化,制备了介孔碳材料。采用透射电镜和N_2吸附-脱附对样品进行表征,表明样品存在无序介孔结构,具有较高的比表面积(1034 m~2/g)和均一的介孔(3.4 nm);利用红外光谱和X射线光电子能谱对产物的化学组成进行了表征;通过循环伏安法研究了多孔碳材料的电化学性能,并探讨了F127用量对产物结构及性能的影响。     

工业酚醛树脂制备有序介孔炭性能研究

以不同分子质量的工业酚醛树脂和自制的酚醛树脂分别为炭前体,以三嵌段共聚物F127为模板剂,探究工业酚醛树脂合成有序介孔炭可行性。在有机-有机自组装法基础上,利用工业酚醛树脂成功制备出介孔炭材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸脱附等技术手段对其结构、形貌进行表征,并探究材料对亚甲基蓝(MB)的吸附性能。结果表明:工业酚醛树脂可制备出有序介孔炭,其中PF-8012型工业酚醛树脂制备出的介孔炭材料(MC-2)和实验室自制酚醛树脂(MC-0)都呈二维六方介观结构,介孔都高度均一有序,MC-2平均孔径为3.9 nm,平均比表面积为604 m2/g,MC-0平均孔径为3.4 nm,平均比表面积为517 m2/g,两者吸附均符合二级动力学方程和Langmuir吸附等温曲线,且MC-2平衡吸附量为70 m2/g,大于MC-0的67 m2/g。