多孔有机膨润土颗粒研制及对PO4^3-的吸附研究

将易燃微粉按一定比例混入膨润土中，挤压造粒，高温灼烧，再用阳离子表面活性剂改性．得到多孔有机膨润土颗粒。将其用于对PO4^3-离子的吸附，研究了酸度、吸附时间、PO4^3-离子的初始浓度对吸附反应的影响．指出该吸附过程符合Langmuir吸附等温方程。     

多孔有机膨润土颗粒研制及对PO3-4的吸附研究

将易燃微粉按一定比例混入膨润土中,挤压造粒,高温灼烧,再用阳离子表面活性剂改性,得到多孔有机膨润土颗粒.将其用于对PO3-4离子的吸附,研究了酸度、吸附时间、PO3-4离子的初始浓度对吸附反应的影响,指出该吸附过程符合Langmuir吸附等温方程.     

有机膨润土制备及其对Cr（Ⅵ）吸附性能研究

以内蒙古固阳钙基膨润土为实验材料,在提纯和钠化的基础上,以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)作为有机改性剂,对制备的钠基膨润土进行有机改性.通过正交实验,得到制备有机膨润土的优化工艺条件为:pH值为2,温度60℃,改性剂用量13mmol/10g土.实验结果表明,有机膨润土对水溶液中Cr(Ⅵ)的去除率较钠基土有显著提高,有机膨润土吸附Cr(Ⅵ)符合Freundlich等温吸附方程.     

复合有机膨润土的制备及其对苯酚吸附性能的研究

以钙基膨润土为原料,在一定条件下合成了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)共同改性的复合有机膨润土(C-P-Bent),借助XRD、FTIR等手段对其物化性能进行表征,并将其应用于苯酚的吸附研究.结果表明,单一PDMS无法进入到膨润土层间,但一定量PDMS可插层到CTMAB改性土(C-Bent)层内,在层间与CTMAB及层板以范德华力相结合.当苯酚初始质量浓度为300 mg/L,CTMAB用量分别为0.5、0.6倍膨润土阳离子交换容量(CEC),PDMS用量均为0.2 mL时,C-P-Bent与C-Bent相比,对苯酚去除率分别从55.64％、63.22％提高到64.35％、74.55％.热力学研究表明,改性土对苯酚的吸附过程符合Freundlich和Langmuir方程,△Gθ绝对值数值约为3kJ/mol,苯酚吸附主要由层间有机相的分配作用产生.     

改性膨润土吸附处理含Gr(Ⅵ)废水的研究

用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对钙基膨润土进行活化改性,并用制备的改性膨润土对含Cr(Ⅵ)模拟废水进行吸附实验,研究了改性膨润土去除模拟水样中重金属Cr(Ⅵ)的适宜条件.结果表明,用质量分数为5%的CTMAB溶液改性后的膨润土去除Cr(Ⅵ)效果较好,当改性膨润土用量为10g/L,搅拌时间30min、pH值为3～5时、有机膨润土对含Cr(Ⅵ)废水的去除率超过85%.     

CTMAB改性膨润土对活性艳蓝的吸附性能

采用碳酸钠-十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)复合法对天然膨润土进行改性,并通过红外光谱和X射线衍射分析手段对所制备的CTMAB改性膨润土进行了结构表征。以CTMAB改性膨润土为吸附剂对模拟活性艳蓝染料废水进行吸附脱色试验,结果表明:改性膨润土的脱色效果大大优于原土。在废水活性艳蓝浓度为50mg/L,pH=7,改性膨润土用量为5.0 g/L,吸附时间为50 min的条件下,模拟废水的脱色率达91.98%。     

HTMAC改性膨润土吸附水中六价铬的动力学和热力学研究

采用十六烷基三甲基氯化铵(HTMAC)作为有机改性剂制备有机改性膨润土(HTMAC-Bent),并将其用于水中六价铬的吸附研究。通过伪二级动力学模型、粒子内部扩散模型和耶洛维奇模型等3种动力学模型、Langmuir吸附等温线方程和Freundlich等温线方程等2种吸附等温模型分别研究其动力学及热力学行为。线性拟合的研究结果,伪二级动力学方程最符合描述HTMAC-Bent对水中六价铬的吸附过程(相关系数R2均超过0.999),表明该过程是一个物理-化学作用为主的吸附过程。与Langmuir等温线方程相比,在所研究的温度范围内,Freundlich吸附等温模型更好地描述HTMAC-Bent对水中六价铬的等温吸附过程(相关系数R2均大于0.991),证实HTMAC-Bent对水中六价铬的过程属于多层吸附类型,也属于一种自发地无序的吸热过程。     

柱撑膨润土对染料酸性红B的吸附行为

在 [OH- ] /[Al3 ] =2 .4的反应条件下 ,利用Al3 与碱液反应制备出Keggin离子 ,并由此制备出了无机、无机 -有机柱撑膨润土 ;XRD -衍射数据表明 ,经柱撑后的膨润土层间距明显增大 ,达 1.9nm以上。研究了废水中染料酸性红B在 4种改性膨润土上的吸附行为 :经柱撑处理后的膨润土吸附能力明显大于钠基土 ,对酸性红B溶液有很高的脱色率和CODCr去除率 ,其吸附动力学行为遵循Bangham方程和Langmuir方程所述规律 ,平衡吸附量 qe 与平衡浓度Ce 间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程 ,吸附表现为放热的物理吸附和有机质的分配作用。     

阴/阳离子有机膨润土对2,4-二硝基苯肼的吸附性能研究

用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)对信阳上天梯膨润土进行阴、阳离子有机改性,并通过X-射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对改性前后的膨润土结构进行表征。结果表明,改性后的膨润土层间距增大,吸附性能增强;用120CTMAB/20SD改性制得的阴/阳离子有机膨润土做吸附剂,处理含2,4-二硝基苯肼的实验废水,当吸附剂加入量为15g/L、废水pH值为6、振荡时间为80min、吸附温度为30℃时,2,4-二硝基苯肼去除率达97.84%。     

膨润土的改性及对苯胺的吸附性能研究

以溴化十六烷基甲胺三为改性剂,对天然膨润土进行各种方法的有机化改性。实验主要利用H2SO4、H2O2对钠基膨润土进行预处理,而后利用2％CTMAB和4％CTMAB对其进行改性,并对改性土进行苯胺吸附研究。实验结果证明,最佳改性土是利用3％H2O2预处理,经4％CTMAB改性的有机土。     

煤对瓦斯吸附特征研究

通过分析煤对瓦斯的吸附作用,指出温度和瓦斯压力对煤体的吸附量影响显著,瓦斯压力越大,温度越低,吸附量越大。吸附温度对吸附常数a,b都有显著影响a,随温度的升高而降低。煤体放散瓦斯的速度符合文特式和孙重旭式,在初期,瓦斯放散的速度极快,并迅速衰减,决定突出强度。     

大佛寺井田4号煤CH_4与CO_2吸附解吸实验比较

以迅速降低大佛寺4号煤含气量,提高地面煤层气井采收率为目标,进行CO2驱替CH4技术的实验研究。对采自大佛寺矿井40114工作面的样品,进行多个温度点柱体原煤与60~80目平衡水样的CH4与CO2吸附解吸对比实验。结果表明:CO2在煤孔隙表面与CH4一致,吸附过程符合Langmuir方程,解吸过程可用解吸式描述;由热力学计算可知,柱体原煤升压过程CO2吸附热为56.827 kJ/mol,CH4吸附热为12.662 kJ/mol,降压过程CO2吸附热为115.030 kJ/mol,CH4吸附热为23.602 kJ/mol,无论升压过程还是降压过程CO2吸附热远大于CH4吸附热,两种气体在煤孔隙表面竞争吸附时CO2占据优势,导致置换解吸;吸附势、吸附空间计算验证了这个结论;利用CO2驱替CH4技术,提高煤层气采收率,理论依据充分可行。     

甲烷在页岩上的吸附等温过程

为了从热力学角度研究页岩吸附甲烷的机理,通过容积法测定35,50和65℃时,0~12MPa下甲烷在页岩上的吸附等温线,采用考虑吸附相体积的修正Langmuir模型处理实验数据,并根据Clausius-Clapeyron方程和vant Hoff方程计算甲烷在页岩上吸附时的等量吸附热和极限吸附热。结果表明:甲烷在页岩上的吸附等温线具有Ⅰ型吸附等温线特征,修正Langmuir吸附模型较好地拟合了吸附数据,拟合的平均相对误差小于4.1%。根据等量吸附线计算的等量吸附热为11.67~16.62 kJ/mol,平均14.58 kJ/mol,说明页岩对甲烷的吸附为物理吸附,并且等量吸附热随甲烷吸附量的增大而非线性递减,表明页岩表面能量的不均匀性,甲烷分子优先吸附在页岩表面的高能吸附位。由vant Hoff方程计算甲烷在页岩上的极限吸附热为23.91 kJ/mol。     

基于吸附势理论的煤对N_2吸附特性的研究

利用ASAP2020比表面积分析仪研究了阳泉煤在液氮浴(77K)条件下对N2吸附特性,根据该温度下的吸附等温线确定出ε-ω吸附特性曲线,同时根据Langmuir单分子层吸附模型和BET多分子层吸附模型得出了完全相同的ε-ω吸附特性曲线,表明ε-ω吸附特性曲线与煤对N2吸附的吸附模型无关。因此可以根据ε-ω吸附特性曲线确定不同温度下的吸附等温线。     

不同吸附气体对煤的渗透率的影响

对电容器的内外部故障及对应的保护方式进行了分析,明确了现行电容器保护的整定原则,从一、二次设备协调一致的角度对电容器不平衡型继电保护进行了分析比较,给出了该类保护的选型技术原则。文章分别以CH4,CO2及He为吸附气体,进行了相同实验条件下煤的三轴渗流实验,分析和探讨了上述气体对煤的渗透率的影响规律,实验结果对研究煤矿瓦斯抽放与瓦斯突出具有一定的现实意义。     

煤表面非均匀势阱吸附甲烷特性数值模拟

利用蒙特卡洛方法建立了煤与甲烷吸附动力学的数值模型,并对两种非均匀势阱煤样模型的吸附甲烷过程进行计算,分析其在不同温度与吸附压力下吸附甲烷特性以及吸附热的变化规律。研究表明:非均匀势阱煤样模型等温吸附过程与理想朗格缪尔曲线有明显不同,等压吸附过程可利用负指数规律精确描述。煤样模型势阱深度分布的非均匀特征对煤与甲烷吸附热,以及吸附量对于温度和压力的敏感性均有一定影响。通过对不同吸附压力下吸附速率参数b的拟合计算,推导出非均匀势阱等温吸附方程,物理实验验证表明该方程对真实煤样吸附解吸甲烷过程的描述比理想朗格缪尔方程更加精确。     

低中煤级构造煤超临界甲烷吸附特性及吸附模型适用性

综合分析了低中煤级构造煤甲烷超临界吸附特性,以及常用的吸附理论及其扩展模型对构造煤的适用性。Ⅰ类模型对最大吸附量(V_m)的拟合方差平均值表现为原生碎裂碎斑片状揉皱碎粒鳞片糜棱煤,其中T和L-F对原生煤和脆性构造煤的V_m拟合效果较好。Ⅱ类模型对构造煤V_m的拟合方差高于Ⅰ类模型,其中T-BET-1和T-BET-2不适合于鳞片煤。Ⅲ类模型的拟合方差平均值表现为:碎斑碎裂原生碎粒揉皱鳞片糜棱煤,拟合偏差低于Ⅰ和Ⅱ类模型,其中DR1~DR3和DA-3模型可以有效计算鳞片煤和揉皱煤的V_m。DR1~DR3可以较好的反映糜棱煤的V_m。随着构造变形的增强,Ⅲ类模型的吸附饱和度逐渐增高,由单分子层不饱和吸附(原生、碎裂、碎斑),逐渐过渡为单分子层饱和吸附(碎粒、片状煤),再过渡为多分子层吸附(鳞片、揉皱、糜棱煤)。原生煤及构造煤吸附势(0~13 kJ/mol)分布均随着吸附空间的增大而逐渐降低。在达到最大吸附量时,吸附空间表现为原生≈碎裂碎斑碎粒≈片状揉皱糜棱≈鳞片煤。拟合偏差分析表明:E-L,L-F,L和T,对碎粒煤适应性最强;L,F,T和E-L适合于鳞片煤;L,F,E-L,TBET-3,DR1,DR2适合于揉皱煤;而模型F和T适合于糜棱煤。     

页岩气超临界吸附机理分析及等温吸附模型的建立

为认识页岩气吸附机理,抓住页岩气所处超临界态的特点,同时考虑页岩多尺度孔隙空间和黏土矿物与干酪根吸附能力的差异性,理论分析了页岩气超临界吸附机理,同时建立了DALangmuir等温吸附模型。分析表明:低压阶段,甲烷优先吸附在干酪根超微孔表面,以微孔充填形式吸附;高压阶段,甲烷以单分子层形式吸附在中孔和大孔表面。甲烷脱附优先发生在中孔和大孔表面,表现出"吸附滞后"现象。建立的吸附方程拟合结果的R2大于0.995。页岩气吸附方式因吸附剂吸附能力和孔径而异,吸附方式既有单分子层吸附也有微孔充填吸附。吸附滞后现象是吸附剂吸附能力差异性的集中体现。所建模型可反映黏土矿物与干酪根吸附能力的差异及不同孔径吸附状态的差异,模型参数物理意义明确,数据拟合精度较高。     

SO_2在活性炭上的吸附平衡、动力学及热力学研究

为深入研究SO2在活性炭上的吸附过程,基于固定床反应器研究了某商业活性炭对烟气中SO2的吸附性能,考察了SO2体积分数、吸附温度对活性炭吸附SO2的影响,分析了SO2在活性炭表面的吸附平衡、吸附动力学和热力学特性。结果表明,随着SO2体积分数的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量增加;随着吸附温度的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量降低。活性炭对SO2的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型;SO2在活性炭上的动态吸附过程符合Bangham吸附动力学模型。吸附热力学研究表明,吸附过程中焓变为-19.21 kJ/mol,吸附自由能变为-10.17~-9.29 kJ/mol,吸附熵变为-27.69~-27.17 J/(mol·K),该吸附过程是一个自发、放热、熵降低过程,升温不利于SO2在活性炭上的吸附。     

基于吸附势理论的深部煤储层吸附气量研究

为了揭示深部煤储层煤吸附特性,量化表征煤储层吸附气量,以鄂尔多斯盆地东缘石炭—二叠系煤为研究对象,通过高温高压条件下煤的等温吸附实验研究,从煤级、温度及压力的角度解读高温高压条件下煤吸附特征。基于吸附势理论,建立了不同煤级煤的吸附特征曲线及吸附气量预测模型。应用预测模型对临兴地区石炭系8+9号煤层吸附气量进行了计算,结果表明:深部煤储层吸附气量受煤级、压力、温度的综合控制,煤级在0.77%~2.18%,即气煤—贫煤阶段,煤级和压力对煤吸附能力显示正效应、温度起负效应,且随着压力增大温度的负效应更为显著。不同煤级对应的煤吸附甲烷特征曲线不同,煤级越高则吸附势随吸附空间增大而减小的速度越缓慢。计算的绝对吸附量为19.6~31.1 cm~3/g,含气饱和度为37.8%~78.8%。