甲烷吸附量与活性炭孔隙结构关系的研究

以太西无烟煤为原料,制取不同活化程度的活性炭。利用甲烷吸附量、比表面积、孔径分布对其吸附性能及孔隙结构进行表征。研究发现,制备的活性炭拥有发达的微孔结构,线性拟合表明0.60nm~1.15nm范围内的微孔结构为甲烷吸附有效区间,大于此范围的孔结构在甲烷吸附过程中起通道作用。     

树脂基改性球形活性炭的汽油吸附脱硫性能研究

使用D001型阳离子交换树脂为炭化前躯体,于Cu2+,Ni2+,Fe3+的硝酸盐溶液中浸渍进行阳离子交换负载金属离子,N2气氛下焙烧炭化后利用CO2高温活化,制得负载金属的改性球形活性炭吸附剂。TG-DTG,XRD,SEM,BET等表征结果表明,树脂炭化制得的改性活性炭球形结构保持良好,孔体积及比表面积较大,负载金属构成选择性吸附活性位。利用噻吩的环己烷溶液作为模拟汽油考察改性球形活性炭的吸附脱硫性能,结果表明：负载金属种类对吸附容量的影响由强到弱的顺序依次为Fe＞Ni＞Cu,室温下噻吩的饱和吸附容量随温度升高而降低,一阶及二阶动力学方程均能较好地描述吸附传质过程,利用溶剂超声洗脱及热处理方式进行吸附剂再生,经3次再生后改性球形活性炭的噻吩吸附能力保持较好。     

利用太西无烟煤制备微孔活性炭及其CH_4/N_2分离性能

以太西无烟煤为原料在不同的工艺条件下制备活性炭,测定其比表面积、孔径分布及CH4、N2吸附性能。结果表明,以太西无烟煤为原料可制备孔隙结构均匀的微孔活性炭,且成型方式对微孔率有很大影响,在相近烧失率时,二次成型有利于小于1.15nm的微孔结构的生成与保持,增加CH4平衡吸附量,提高CH4/N2的平衡分离系数。     

固阳天然丝光沸石的孔结构和化学改性

用HCl和NH_4Cl对包头官牛犋丝光沸石矿化学改性得H型丝光沸石矿样。用静态容量法测试了原矿及其H型矿样77K时N_2吸附等温线,发现有低压脱附滞后现象。用严继民、张启元的方法和Dubinin方程分别计算了它们的比表面积、孔径分布、微孔体积和特征吸附能。结果表明NH_4Cl改性效果比HCl好,HCl改性以2—4mol/l浓度为宜。低压脱附滞后与微孔孔径狭窄和孔道静电场有关。     

川南地区龙马溪组页岩高压甲烷等温吸附特征

准确测定页岩吸附气含量对于页岩气储层的评价和开发都具有重要的意义,但目前国内外学者在页岩甲烷等温吸附实验中对模型选择、吸附模式及吸附特征参数的认识上存在着差异,并且对于高压等温甲烷吸附特性的研究较少。为此,在利用N_2/CO_2气体低压等温吸附实验对四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩孔隙结构特征进行分析的基础上,采用重量法高压甲烷等温吸附实验,选取SDR、Langmuir、BET等3种不同的吸附模型对吸附态甲烷含量进行计算,并对样品甲烷吸附特征进行研究。研究结果表明:①页岩在0～50 nm孔径区间内比表面积分布具有双峰特征,孔体积分布具有三峰特征,较之于中孔,微孔比表面积发育较好,而其孔体积和非均质性均弱于中孔(D_1D_2);②3种模型中SDR和Langmuir模型的计算结果与实测值平均误差均小于6%,甲烷分子主要以单分子层与微孔充填吸附模式共存于页岩孔隙内;③在高压深埋藏情况下,温度是影响吸附态甲烷吸附量和密度值的主要因素,但热力学参数、孔隙结构、非均质性等也会对吸附态甲烷密度造成一定的影响;④低压阶段甲烷分子优先以单分子层形式吸附于吸附能较高、比表面积较大的孔径介于0.4～0.8 nm的微孔中,随后大部分甲烷分子以微孔充填与单分子层共存的形式吸附于孔径介于1.4～8.0 nm的微孔与中孔中,高压阶段极少部分甲烷以多分子层形式吸附于中孔及宏孔中。     

活性炭的孔结构和吸附性能的研究

用氮吸附测定了四种活性炭的吸附-脱附等温线;用不同方法计算和阐述了孔结构参数(包括微孔结构);用V-t法和BJH法计算孔径分布。结果表明,这些活性炭具有较大的孔体积和发达的微孔和过渡孔,孔径集中在50 以下。用n-BET方程和V-t法计算的比表面积结果是一致的。经再生后的活性炭,由于部分微孔转化为过渡孔,吸附性能更好。     

新型介微孔材料Beta-KIT-6的合成及其表征

阐述了新型介微孔材料Beta-KIT-6的典型合成步骤,并对合成的介微孔材料进行了XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM、27Al NMR、IR表征,从而对介微孔材料Beta-KIT-6的晶型、比表面积、孔体积、孔径、形貌、孔道结构、Al物种配位形式等有了更加清晰的认识,对新型介微孔材料Beta-KIT-6今后的发展与应用研究打下了基础。     

石油焦基活性炭孔结构及电化学性能

采用KOH作为活化剂活化石油焦，制备出不同比表面积的活性炭。考察了在水性电解质中用于双电层电容器的活性炭电极的电化学性能，探讨了影响微孔活性炭储电的因素。结果表明，随着比表面积的增大，活性炭的中孔孔容及比电容增加，高比表面积活性炭的电化学性能稳定；微孔活性炭孔径越大，其表面积利用率越大；当比表面积大于2000m^2/g时，活性炭的双层电容量稳定在0.08～0.10F/m^2。     

介-微孔HZSM-5分子筛的制备及其性能评价

以NaOH溶液为后处理改性剂,制备了具有介-微孔结构的HZSM-5分子筛。采用XRD、XRF、NH3-TPD、SEM和N2等温吸附-脱附手段表征制备的介-微孔HZSM-5分子筛,并采用MAT-Ⅱ催化裂化微反装置考察其催化活性。结果表明,经不同浓度NaOH溶液处理HZSM-5分子筛,能够在保持分子筛微孔结构不减少的同时形成二次介孔,引起外比表面积和介孔体积增加,进而有效地调变其孔径分布。其中0.5 mol/L NaOH溶液处理的HZSM-5分子筛的外比表面积从107.6 m2/g增至192.3 m2/g,介孔体积由0.118 cm3/g增至0.226 cm3/g,轻油微反活性显著提高。介-微双孔道结构分子筛具有较大的比表面积和宽泛的孔径分布,从而促进了反应物、中间过渡态和产物分子在其孔道内的传质和扩散,有效地提高了分子筛的活性中心可接近性,显示出良好的催化性能。     

高比表面积活性炭载体结构对乙炔法合成醋酸乙烯催化剂活性的影响

以不同的高比表面积(比表面积大于等于1 839 m2／g)活性炭为载体,在接近现有工业生产条件下研究了催化剂载体的结构对合成醋酸乙烯(VAc)生产能力的影响。实验结果表明,合成VAc的生产能力随活性炭载体比表面积 的增加而增加,活性炭载体的比表面积为2 713 m2／g时催化剂的生产能力是载体比表面积为1 839 m2／g时催化剂生产能力的1.30倍;活性炭载体中孔径1-2 nm的孔对合成VAc的催化括性影响不大,孔径2-40 nm的孔对催化过程起主要作用。实验结果还表明,在空速小于360 h-1时,活性炭载体比表面积越大合成VAc的生产能力受空速的影响越大,即活性炭载体比表面积越大催化反应受扩散影响越严重;在高温(185-195℃)段,活性炭载体比表面积越大合成VAc的生产能力受温度的影响也越小。     

孔结构对活性炭吸附CＨ4和CO2 的影响

高比表面积活性炭不仅具有良好的吸附存储能力，还具有优良的吸附分离性能。为此，选择了3个活性炭样品，利用77 K氮气吸附数据，采用一种基于简化局部密度函数的方法来计算孔径分布，并用体积法测定了活性炭在298 K对甲烷和二氧化碳的吸附等温线。研究表明，M6-4、K17和BY-1这3个活性炭样品的比表面积基本相同（分别为2117 m^2/g、2123 m^2//g和2073 m^2//g），但孔径分布却明显不同，因而它们的吸附能力有着较大差异。单从吸附量来考虑，活性炭K17更适合吸附存储甲烷。3个活性炭样品对甲烷和二氧化碳的吸附能力有着较大的差异，对于CＨ₄/CO₂的吸附分离过程具有较大的应用潜力。     

陕南地区牛蹄塘组页岩孔隙结构特征及吸附能力

为揭示陕南地区下寒武统牛蹄塘组页岩孔隙结构特征及其吸附能力,采用场发射扫描电镜观察、有机地球化学分析、全岩X射线衍射、氮气吸附和等温吸附实验等方法,通过定性观察和定量表征相结合的方式,来研究该组页岩的孔隙结构类型,并探讨页岩孔隙结构和吸附能力的主控因素。结果表明：陕南地区牛蹄塘组页岩主要发育有机质孔、粒内孔、粒间孔和微裂缝等4种孔隙类型,页岩孔径为1.8～316.7 nm,BET比表面积为1.34～13.20 m²/g,平均值为6.83 m²/g,BJH吸附总孔体积为0.003～0.011 cm³/g,平均值为0.006 cm³/g;影响页岩孔隙发育的直接因素包括总有机碳含量和热演化成熟度,二者与孔隙体积和比表面积均呈正相关性;影响页岩孔隙发育的间接因素包括汉南古隆起周缘的构造运动和沉积环境,二者对牛蹄塘组页岩热演化成熟度、埋藏深度、厚度和岩性变化均具有较大影响,从而间接控制着页岩孔隙结构的发育特征;页岩吸附能力主要受有机碳含量、孔隙体积和比表面积等因素的影响,三者与甲烷吸附气量均呈正相关性。该研究结果对陕南地区寒武系页岩气资源潜力评价及选区评价均具有重要意义。     

甲烷在高比表面积活性炭上吸附行为的初步研究

采用以石油焦为原料、ＫＯＨ为活化剂制得的高比表面积活性炭作为吸附剂,研究了甲烷在这种活性炭上的吸附行为,探讨了活性炭的比表面积和孔结构与其甲烷吸附性能的关系以及吸附温度对甲烷吸附行为的影响。结果发现,活性炭的比表面积和孔结构是决定其甲烷吸附性能的主要因素;活性炭对甲烷的吸附量随吸附温度的升高逐渐减少;比表面积为２９５３ｍ２／ｇ的高比表面积活性炭在２６℃、３．５ＭＰａ下对甲烷的质量吸附量为０．２８９ｇ／ｇ,换算为标准状态（ＳＴＰ）下的体积吸附量为１２１Ｖ／Ｖ。     

甲烷在高比表面活性炭上脱附行为的研究

用以石油焦为原料、ＫＯＨ为活化剂制得的高比表面积活性炭作为吸附剂,研究了甲烷在这种吸附剂上的脱附行为,探讨了活性炭的ＢＥＴ比表面积和孔结构与甲烷脱附性能的关系以及脱附温度和脱附时间对甲烷脱附行为的影响。结果发现：在这种高比表面积活性炭上,甲烷存在着明显的不可逆吸附;活性炭的比表面积和孔结构对甲烷的脱附性能有一定影响,并且随着脱附温度的升高和脱附时间的延长,脱附量逐渐增多     

活化剂对桐壳基活性炭孔结构的影响

用制桐油后的废物——桐壳为原料,分别采用磷酸、氯化锌和氢氧化钾为活化剂,制备桐壳基活性炭。研究了活化剂对桐壳基活性炭孔隙结构的影响,通过测定试样在77K时的N：吸附-解吸等温线,以BET方程和BJH法计算其比表面积、细孔体积和孔径分布来获得孔隙结构信息,以XRD表征活性炭的微晶结构来获得活性炭的微观结构信息,SEM观察表面形貌。结果表明,磷酸活化的活性炭中孔比例较高,氯化锌活化的活性炭以微孔为主,中孔也得到一定比例发展;氢氧化钾活化法可制得微孔孔隙发达的高比表面积活性炭。     

甲烷在活性炭上的吸附平衡及充气试验

为探索缓解家庭用ANG储罐在使用过程中受热效应影响的热管理措施,在温度区间263.15K～313.15K、压力范围0MPa～8MPa,测试了甲烷在比表面积为2074m2.g-1的SAC-02椰壳活性炭上的吸附平衡数据,并由Toth方程确定了相应的绝对吸附等温线。其次,在室温、3.5MPa、5L.min-1～25L.min-1的甲烷流率下,对装填有390g活性炭、中心区域布置U型换热管的储罐进行充气试验。结果表明,Toth方程在试验范围内的预测相对误差小于3.25%;储罐吸附床压力的上升速率是影响实际充气流率、吸附床温度变化和充气总量的关键因素;在试验范围内,U型管内循环30℃的冷却水可降低吸附床的平均温度和最大温升约3.6℃和7.3℃,但仅能提高约6.5%的总充气量。Toth方程可用于分析甲烷在活性炭上的吸附平衡,延长储罐吸附床压力上升至充气压力的时间可改善ANG储罐的充气性能。     

竹质中孔活性炭甲烷吸附分离及存储性能研究

实验以毛竹废料为原料采用磷酸活化法制备了既有较高比表面积又含有大量中孔的活性炭,测定了干燥活性炭的CH4、CO2、N2及O2吸附等温线及预吸附水活性炭的CH4吸附等温线,以考察其对甲烷的吸附分离及存储性能。实验结果表明:干燥活性炭对甲烷的吸附性能与其它气体存在较大差异,可应用于吸附分离CH4/CO2、CH4/N2、CH4/O2及CH4/空气气体混合物中的甲烷气体。在275K条件下(水炭比为2.43),预吸附水的活性炭在3.49MPa下的甲烷储量达10.58mmol/g,是同温同压条件下干燥活性炭甲烷储量的1.72倍,并远远大于同温同压条件下其它预吸附水活性炭的甲烷储量,可在较低压力条件下(<4MPa)实现甲烷的高效存储。     

处理含苯酚污水的吸附剂筛选和吸附机理研究

针对中国石化金陵分公司含硫污水汽提氨精制装置因苯酚存在导致回收氨水质量较差的问题,开展了固定床吸附法回收苯酚的吸附剂筛选和机理研究.考察了3A分子筛、13X分子筛、γ-Al2O3和3种活性炭对苯酚的吸附性能.结果表明:对苯酚,γ-Al2O3和分子筛因具有极性而表现出较差的吸附性能,其中3A分子筛因孔径小于苯酚的分子动力...     

超高比面积活性炭上天然气脱附性能研究

制备了孔分布相同比表面积不同、比表面积相同孔分布不同的系列超高比表面积(S>2500 m²/g)活性炭，以天然气为吸附质研究了活性炭吸附剂比表面积及孔分布对天然气脱附性能的影响。结果表明：天然气脱附量随活性炭的比表面积及中孔百分率的增加而增加；在25 ℃、3.5 MPa下，脱附量(V)与超高比表面积活性炭的比表面积(S)满足关系式：V＝0.197S－78.0；脱附量与超高比表面积活性炭中孔百分率(X)满足关系式：V＝2.18X＋3.24×10²；活性炭的比表面积越大，脱附量受吸附压力及温度的影响越大；活性炭中孔百分率越大，脱附量受吸附压力的影响越大，而吸附温度对具有不同孔分布的活性炭脱附量的影响则具有一致性。