洁净单壁碳纳米管在Fe2O3／Al2O3二元气凝胶催化剂上的水辅助合成

分别以甲烷-氧气和甲烷-氢气-水的混合气作为反应气源,利用Fe2O3/Al2O3二元气凝胶作为催化剂于900℃反应30min合成了单壁碳纳米管.并采用SEM、XRD、TEM,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及Raman光谱等分析技术对所制得的碳产物的结构和形貌进行了表征,以研究反应气氛中水蒸气的引入对单壁碳纳米管生长的影响.结果表明:反应气氛的组成对最终所形成的碳产物的产率和结构有着密切的关联.通过控制氢气载入甲烷-氢气-水的混合气氛中水蒸气的量可以合成低无定形碳的沽净单壁碳纳米管.     

离子改性的聚丙烯酸除湿换热器系统性能研究

干燥剂吸附性能对除湿换热器系统的除湿性能有重要影响。本文通过改进的ASAP2020气体吸附仪和恒温恒湿箱,先后对Na^+和K^+改性的聚丙烯酸聚合物的水蒸气平衡吸附性能和吸附动力学特性进行了测试研究,并与硅胶相对比。研究结果表明:平衡吸附测试显示Na^+改性的聚丙烯酸在整个相对压力区间性能优于硅胶,K^+改性的在高相对压力区间(>0.8)逊于硅胶;基于Polanyi吸附势理论对干燥剂吸附特征曲线进行拟合,以用于后续的除湿换热器模拟研究;动态吸附性能表明聚丙烯酸干燥剂的吸附速率均低于硅胶,但Na+改性的聚丙烯酸整个吸附过程的动态吸附量仍多于硅胶;通过模拟除湿换热器除湿性能,在ARI summer、ARI humid和上海夏季这3种典型室外工况下,Na^+改性的聚丙烯酸换热器可以从待处理空气中去除更多的水分,较硅胶换热器提升49%~118%,适用于室外湿度较小的气候工况。     

涂覆MIL-101(Cr)干燥剂的翅片管换热器的实验研究

干燥剂涂层换热器(DCHE)是一种新开发的翅片管表面带有干燥剂涂层的换热器,它可以同时处理潜热和显热.为了获得更高的性能,高孔隙度的金属有机框架(MOF)被引入到设计中.本文通过水浴法成功合成MIL-101(Cr)材料,并对材料进行X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附测试、水蒸气吸脱附曲线、电镜扫描等系列物理表征.制作...     

包装用干燥剂等温吸湿特性的研究

干燥剂在食品和药品包装中经常用来延长产品的保质期。以食品包装中常用的干燥剂硅胶、蒙脱石为试验对象,采用静态称量法研究干燥剂的平衡含水率与水分活度的关系,并用等温吸湿模型对所得试验数据进行了拟合。结果表明:硅胶和蒙脱石干燥剂的等温吸湿曲线分别为Ⅰ型和Ⅱ型等温吸附曲线,拟合精度最高的等温吸湿模型分别为Langmuir和Oswin模型;在水分活度小于0.32时,硅胶干燥剂的吸湿能力低于蒙脱石干燥剂,高水分活度时则相反。     

CO2和H2O在活性炭上的吸附平衡和吸附动力学研究

活性炭是应用在变压吸附分离CO₂工艺中的常用吸附剂, 而工业废气中一般都含有一定量的饱和水蒸气. 通过吸附等温线和穿透曲线分别研究了单/双组份的CO₂和H₂O在活性炭上的吸附平衡和吸附动力学. 结果表明, 活性炭对二氧化碳具有较高的吸附量, 并具有较好的CO₂/N₂吸附选择性. 由于吸水官能团的存在, 活性炭在较高分压下表现出较大的水蒸气吸附量. 不过由于吸附机理不同, 水蒸气在活性炭上的吸附几乎不会影响活性炭对CO₂的吸附. 动力学研究表明, CO₂在活性炭上的吸附速率远大于H₂O的吸附速率.     

天然气和水蒸气转化制氢气的工作探讨

氢气是炼油工业中加氢裂化、加氢精制等加氢工艺中主要的原料,目前制氢在原料和工艺上可有多种选择,天然气制氢具有生产率高,总能耗低等优点,因此在当前和今后一段时间内仍有很大竞争力。工业上多采用水蒸气转化法,水蒸气转化是指天然气被水蒸气转化为氨气和一氧化碳及二氧化碳的化学反应。本文就主要从氢气的用途,氢气的制造方法,天然气和水蒸气转化制氨等几个方面对目前工业制氢过程予以研究。     

基于有限差分方法的C/C复合材料CVI过程的数值模拟

碳/碳(C/C)复合材料CVI过程数值模拟采用简化的多步模型(Reduced multi-step),将气体流动和扩散、气相反应、表面反应等相结合,使用有限差分方法进行模拟.由于氢气对CVI过程有着很强的抑制作用,研究了甲烷加入氢气后作为前驱气体模拟的情况.在固定甲烷分压为20kPa的条件下,通过对氢气的分压(0kPa、0.4kPa、4kPa)的控制,计算得到沉积结束时预制体内部的密度分布,通过结果的对比验证有限差分方法在此过程中的有效性以及氢气对CVI过程的影响.     

氯化钙改性硅胶吸湿材料的制备及性能研究

目的 针对水溶液改性硅胶基质易破裂,普通硅胶吸水率不高等问题,采用氯化钙醇溶液浸渍法制备不同浓度的氯化钙改性硅胶吸湿材料。方法 对比采用氯化钙水溶液和醇溶液制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的外观质量;采用气体吸附法测试等温吸附脱附曲线,基于吸附理论和FHH模型获得氯化钙改性硅胶吸湿材料孔隙参数和分形维数;采用静态吸附法获得水蒸气静态吸附曲线,根据准一级和准二级动力学模型建立适用于氯化钙改性硅胶吸湿材料的吸附动力学方程。结果 采用氯化钙醇溶液浸渍制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的破裂程度明显减少;比表面积和孔容随氯化钙含量的增加而减小,孔径变化较小;吸湿量随氯化钙含量的增加而增加。在模拟吸附过程中,准二级动力学模型相关系数更高,因此能更好地模拟吸附动力学过程。结论 采用质量分数为25%的氯化钙醇溶液制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的吸湿率最高、基质破裂率较低、再生能力优异,具有良好的应用前景。     

一种吸附法净化制取高纯合成气的方法

该发明(中国专利1240816A)是一种合成气的生产方法,是采用高产品气回收率的吸附法净化技术取代甲烷化、脱水干燥和深冷净化工艺,并将吸附净化单元再生得到的富含CH4尾气循环使用,实现尾气中甲烷的循环转化,以最大限度地降低蒸汽转化过程的原料消耗,同时可获得高品质的氢气或合成气。一种吸附法净化制取高纯合成气的方法@陈晓惠     

氢化物氢同位素分离

介绍了金属－氢系统中氢同位素效应，综述了利用金属氢化物分离氢同位素的主要方法（包括气相色谱法，变压吸附法，变温吸附法和多级串联法）及其最新进展。     

甲烷重整制氢用催化剂的研究进展

氢气作为高效、洁净的二次能源将成为未来社会的主要能源之一.甲烷重整是一种被广泛使用的经济、高效的制氢工艺.催化剂是重整工艺中的重要组成部分,其种类、活性和寿命对氢气的产率、纯度和制氢成本具有重要影响.详细论述了甲烷水蒸气重整、二氧化碳重整、部分氧化重整用催化剂的种类、制备方法和催化机理等.     

聚乙烯醇和聚丙烯酸钠复合纳米纤维膜吸湿材料研究

本文通过纳米纺丝法制备了一类新型聚乙烯醇(PVA)与聚丙烯酸钠(PAAS)的复合纳米纤维膜吸湿材料(NFMs),并对该类材料进行性能测试和吸附模型验证,与通过溶液蒸发法制备的普通膜(SCMs)进行性能对比。结果表明:在25℃、相对湿度为80%下,PAAS质量分数为20%的PVA-PAAS复合纳米纤维膜最大吸附量为0.3 kg/kg,相比纯PVA纳米纤维膜吸附剂提高78%。在复合纳米纤维膜中,约90%的水蒸气吸附在5 min内完成,仅需15 min就能达到最大平衡吸附量。PVA-PAAS纳米纤维膜具有较快的脱附速率,在15 min内达到最大脱附量平衡点,是PVA-PAAS普通膜达到平衡所需时间的1/200。当再生空气状态为45℃、4 MPa和50℃、6 MPa时,吸附的水蒸气量脱除比率均高于80%。由此可见,PVA-PAAS纳米纤维膜能够在低温条件下较好地实现再生,可以利用太阳能等低品位能源。10次循环后,纳米纤维膜的吸附与脱附量、吸附与脱附速率均未发生变化,具有较好的稳定性。     

基于3D打印技术的甲烷水蒸气重整研究

天然气(主要成分为甲烷)重整是天然气高效清洁利用的重要途径,重整获得富含氢气的重整气,可供固体氧化物燃料电池进行高效发电。甲烷水蒸气重整需要反应器以及负载其上的重整催化剂,基于3D打印技术的多孔结构具有良好的耐高温、抗氧化和结构稳定性等特点,负载Ni基催化剂用于甲烷催化重整可有效提升反应器稳定性,但相关研究较少。采用浸渍法将Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂负载于3D打印制备的多孔结构和金属泡沫反应器,通过催化剂形貌、分布规律、相结构以及热稳定性的表征,研究了重整反应温度、浆料配比、反应器结构等因素对甲烷水蒸气重整效果的影响。结果显示,催化剂的最佳配比是PVA含量为3.5%(若无特殊说明,均为质量分数),Ni含量为19%,CeO₂和γ-Al₂O₃的含量分别为16%和2.5%。重整测试结果表明,负载催化剂前,重整反应温度低于700℃时,Inconel625和泡沫Ni多孔反应器重整得到的氢气浓度均低于13%(体积分数),而重整反应温度高于800℃时,Inco...     

PSA制取氮气的高度纯化

常规变压吸附装置(N2:98.5%～99.9%)制取的氮气存在两个问题:一是在一个吸附周期内随着吸附量的增加,氮气中氧含量增加(氮气纯度下降);二是在两个吸附塔交替工作之间有较大的压力波动。以上两个缺欠的存在,就决定了使用目前通用的加氢脱氧技术路线是不能够净化出高纯氮气的(氢气含量严重超标)。介绍了一种净化工艺方法以及专用的双功能脱氧催化剂和脱氧干燥剂,可以将常规变压吸附装置制取的氮气净化到高纯氮气标准。     

压电材料对含铂活性炭氢气吸附性能的影响

用机械混合法制备含有不同质量分数铂的活性炭,研究了压电材料PMN-PT产生的电荷对含铂活性炭氢气吸附性能的影响。结果表明,在高压氢气条件下PMN-PT产生的电荷能增强铂和活性炭颗粒对氢气分子的吸附,并加速氢气分子的解离和氢原子的扩散,使含铂活性炭的储氢量明显提高。铂产生的氢溢流作用有效地提高了活性炭的氢气吸附量。在室温和8 MPa氢气压力条件下PMN-PT使活性炭(NAC)氢气吸附量产生的增长幅度为15%,使含有质量分数0.83%、1%和1.25%铂的活性炭氢气吸附量增长的幅度分别为36.5%、39.3%和43.9%。     

固态胺二氧化碳吸附性能研究

主要研究固态胺对二氧化碳的吸附性能,采用Origin软件对固态胺吸附二氧化碳的实验数据与Langmuir,Freundlich及Temkin等温吸附方程式的适配性进行拟合分析,根据吸附势理论推导吸附特性曲线以及不同温度下的等温吸附曲线,并通过实验数据分析其他组分对吸附性能的影响。获得了某型固态胺吸附CO_2的特性曲线及其在30℃和25℃下的等温吸附线,并分析了水蒸气分压对固态胺吸附CO_2性能的影响。由此得出固态胺的制造工艺对固态胺对CO_2的吸附性能有重要影响,此外在空气中水蒸气的分压对性能也有较大的影响的结论。     

六羧基铜(Ⅱ)配合物的合成和表征及储氢性能

利用溶剂热法合成了一种新型的六羧基铜(Ⅱ)配合物(Cu-MOF)。采用粉末XRD、元素分析、热重分析、红外光谱、SEM和低温N2吸附等测试方法对样品的结构和性能进行了表征,并测试了其77K的储氢性能。结果表明,六羧基铜(Ⅱ)配合物具有丰富的微孔结构,BET和Langmuir比表面分别为2166.3m2·g-1和3484m2·g-1,总孔容积Vp(N2,0.997)为1.24cm3·g-1。77K、4.2MPa时的过量氢气吸附量为4.67%,77K、7.4MPa时总氢气吸附量为7.23%。     

聚苯乙烯基球形活性炭的制备及其对二苯并噻吩的吸附性能

通过水蒸气活化法制备了聚苯乙烯基球形活性炭,并研究了其对二苯并噻吩(DBT)的吸附性能.采用扫描电镜(SEM)、N2吸附、热重分析(TG)以及液相吸附试验考察了球形活性炭的结构特征.结果表明:以苯乙烯离子交换树脂为原料,通过水蒸气活化法,可以得到比表面积979m2/g～1672m2/g的球形活性炭.其中,BET比表面积和孔容随活化时间和水蒸气流量的增加而增大,而孔径小于0.7 nm的窄微孔却减小.球形活性炭对DBT的吸附量可达109.36mg/g,吸附量与比表面积和总孔容关系不大,而与小于0.7nm的窄微孔成正比.球形活性炭在对DBT的吸附过程中存在不可逆吸附.球形活性炭所含窄微孔的孔容越大,脱附所需要的温度越高,不可逆吸附量越大.     

固含量对聚砜膜透湿性能的影响

选择廉价易得的聚砜为原料,以相转化法制备了聚砜膜.测量了膜的湿交换效率、传质系数、渗透速率、水蒸气吸附量、静态接触角等透湿性能;讨论了铸膜液中固含量的变化对膜透湿性能的影响.研究结果表明,膜水蒸气渗透的湿交换效率随着聚砜浓度的增大而降低;在保持铸膜液中聚砜不变的情况下,加入添加剂PVP可以使孔隙率增大,加入季铵盐能有效提高膜表面的亲水性,从而改善其透湿性能.     

复合吸附剂CaCl2/MWNT低湿环境下吸附性能的实验研究

以碾磨法配制了一种由氯化钙(CaCl_2)与多壁碳纳米管(MWNT)组成的复合吸附剂,测得3种不同配比复合吸附剂样品(氯化钙质量含量分别为40%、50%、55.6%)在低湿度情况下的吸附情况。分析结果表明,随着湿度升高,复合吸附剂吸附速度越快,平衡吸附量越高;但在低湿度情况下(25℃、相对湿度35%),当氯化钙含量达到50%及以上时,由于复合吸附剂外表面氯化钙吸水形成带结晶水的氯化钙晶体从而影响水蒸气向内表面扩散过程,导致吸附剂吸附速度降低。