氢气在大量高纯度定向碳纳米管束中的吸附

Multi-walled carbon nanotubes with uniform diameters and automatically assembled into densely aligned bundles prepared by a bulky yield and high purity were applied as hydrogen absorbant at room temperature under moderate pressure to absorb H_2. Both the surface of nanotubes and the interstitial space among tubes are possible sites for hydrogen molecules to adhere. The hydrogen uptake capacity is 0.82% (mass)and the interstitial position is considered as a promising site for hydrogen absorption.     

非金属纳米粒子诱导生长单壁碳纳米管

采用四乙氧基硅烷(Tetraethylorthosilicate,TEOS),在chemical vapor deposition(CVD)体系中制备二氧化硅薄膜,退火形成Si O2纳米粒子生长SWNTs。通过改变各种实验条件,如温度、催化剂纳米粒子、碳源及载气流量等,对非金属纳米粒子诱导生长SWNTs阵列进行系统研究。     

氢在多壁碳纳米管上的等量吸附热

为说明氢在多壁碳纳米管(MWCNTs)上所受吸附作用的强弱,文中基于氢和77 K氮的吸附数据,比较了由非局域密度泛函理论(NDFT)、等量吸附线和归一化等温线线性化确定的等量吸附热。结果表明,氢在MWCNTs上等量吸附热随温度变化且表现出在弱的能量不均匀表面吸附的特点,平均值约为3—4 kJ/mol;由77 K氮吸附等温线确定的孔大小分布(PSD)和比表面积影响NDFT计算初始吸附时的精度;在吸附量和吸附温度都较低时,等量吸附线标绘结果与归一化等温线线性化方程确定的等量吸附热之间的偏差较小,在200—290 K温度区间则与ND-FT计算结果更为接近。然而,当温度大于310 K时,3种方法计算结果间的偏差较大。     

C1-C7直链烷烃在MFI沸石内吸附行为的分子模拟

本文用巨正则系综蒙特卡罗（GCMC）及构型偏移蒙特卡罗（CBMC）的方法模拟了300K时C1—C7直链烷烃分子在MFI沸石分子筛中的吸附行为，并用目前常用的几种吸附理论对之进行拟和。包括单双点Langmuir吸附等温式、拟化学近似吸附等温式及Gibbs吸附等温式。双点Langmuir吸附等温式取得了最好的拟和效果。模拟及拟和结果说明了MFI沸石内通道吸附性能具有非均一性，也说明了吸附分子间相互作用对分子在沸石中的吸附行为的影响不能忽略，所以若要建立描述的客体分子在沸石内的吸附行为的较好模型，推导模型时必需考虑沸石的这种非均一性及吸附分子之间的相互作用。     

多壁碳纳米管的球磨处理对其吸附储氢性能的影响

研究了球磨改性对多壁碳纳米管储氢性能的影响,球磨处理前后的碳纳米管微观结构采用TEM和XRD进行表征. 结果发现,球磨处理能使碳纳米管长度变短,管端口打开,缺陷增多,表面积增大,球磨处理12 h的碳纳米管的吸附量从未球磨的1.60%(w)提高到2.55%(w),表明球磨改性能明显提高碳纳米管的吸附量.     

不同结构的碳纳米管的氢吸附行为

Several kinds of multi-wall carbon nanotubes (MWNTs) with different morphology were synthesized using catalytic decomposition of hydrocarbons over different metal catalysts.The products were characterized by TEM, HREM and SEM. Hydrogen adsorption properties of the MWNTs were investigated by volumetric measurement at room temperature under a modest pressure(6—7 MPa).The results indicate that both the structure of the MWNTs and the metal catalysts will affect the hydrogen adsorption capacity of the sample...     

不同碳基材料对Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

以传统活性炭(木质炭、煤质炭)与碳纳米管为碳基吸附剂,研究不同碳基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,并对其吸附动力学进行研究。结果表明,传统活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能优于碳纳米管,木质、煤质活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量分别为158.23、152.44、48.69 mg/g;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学方程;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附属于物理吸附。     

纳米结构多孔固体在二氧化碳吸附分离中的应用

二氧化碳（CO2）的双重角色（温室气体及一碳化工原料）使其吸附分离研究具有重要学术及社会经济意义。本文以多孔吸附材料为主线,系统评述了多孔炭、分子筛、有机金属骨架类材料及多孔聚合物等的CO2吸附分离最新研究进展。这些吸附材料的特点：多孔炭的微观及宏观形貌可控,孔结构可调,稳定性好;分子筛的具有丰富的微孔,孔径分布集中;有机金属骨架及多孔聚合物的种类多样,代表一类新兴的CO2吸附材料。分析了多孔固体应用于CO2吸附分离所涉及的关键科学问题,即高效吸附材料立体设计及影响选择性和吸附量等重要参数。提出澄清微孔/介孔/大孔比例以及表面基团种类和数量对CO2吸附贡献的定量关系的必要性,对材料的定向合成与优化有重要指导意义。     

分子筛吸附在氢气提纯中的应用

L3.3-3/150型氢气压缩机出口氢气的露点不能满足GBT7445—1995纯氢标准的要求,无法达到高端市场的要求,因此,利用分子筛吸附进行提纯技术改进。分子筛对水分子有较强的亲和力,它吸附氢气中的水分,使氢气露点温度td≤-52.1℃。改造后,出口氢气湿度达到了标准的要求。     

巨正则系综Monte Carlo方法模拟甲烷在活性炭孔中的吸附存储

用巨正则系综MonteCarlo方法模拟了甲烷在活性炭孔中的吸附行为 .在此模拟中 ,甲烷分子采用单点LJ球型分子模型 ,狭缝活性炭孔墙采用 1 0 4 3模型 .在低温时 (T =74 0 5K) ,模拟并观察到了甲烷分子在狭缝活性炭孔中的吸附、脱附以及毛细凝聚现象 ,得到了吸附等温线和孔中流体的局部密度轮廓图 .同时 ,把所得的数据与Jiang、Rhykerd和Gubbins的模拟结果进行了比较 ,结果表明 ,模拟方法是正确的 .在此基础上 ,进一步模拟了常温下 (T =30 0K)甲烷分子在狭缝活性炭孔中的吸附存储行为 ,得到了常温下甲烷在不同孔宽活性炭孔中的吸附等温线、有效存储量随压力变化的图像以及有效存储量随孔宽变化的图像 ,并求出了狭缝孔吸附存储甲烷的最佳孔宽和合理的吸附压力 .     

煤基单壁纳米炭管的制备

采用电弧等离子体技术,以铁粉、镍粉或La-Ni混合物为催化剂,由中国煤成功地制备出单壁纳米炭管.综合运用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能量散射探针（EDX）及激光拉曼光谱等技术对所制得的单壁纳米炭管进行分析表征,发现得到的单壁纳米炭管具有较高的纯度;所制得的煤基单壁纳米炭管的直径与所使用的催化剂有关,以铁粉为催化剂时,单壁炭管的直径处于1.2～2.2nm之间,而以镍粉或La-Ni混合物为催化剂时得到单壁炭管的直径相近,处于1.26～1.50nm之间;与单壁炭管伴生的其他杂质是少量的碳包纳米金属颗粒和微量的源于原料煤中矿物质的Al、Si等杂原子.     

纳米碳管吸附储氢

由于纳米碳管具有独特的结构和性质，纳米碳管吸附储氢一直是纳米碳管以及氢能利用技术研究的热点问题。国内外众多的实验研究结果和理论分析也展示了纳米碳管所具有的优良吸附储氢性能和广泛的应用前景。对纳米碳管储氢过程进行更为深入的实验和理论研究将有助于推动储氢技术和氢能的开发利用。     

单壁纳米碳管的纯化及其储氢特性

针对半连续氢电弧法制备的单壁纳米碳管提出了一种纯化方法。采用HNO3和H2O2回流水煮的方法对单壁纳米碳管进行了纯化处理，透射电镜观察及热重分析表明样品中的无定形炭、纳米碳颗粒及金属催化剂颗粒等杂质可被有效去除，提纯后单壁纳米碳管的收率约为35％，纯度在95％以上；研究发现该纯化方法对单壁纳米碳管的孔径分布和比表面积有较大影响。采用体积法测定了纯化前后单壁纳米碳管样品的储氢容量，结果表明纯化样品的储氢量为1．65％，比未提纯样品（0．56％）有较大提高。     

不同处理方式对竹节状碳纳米管吸氢量的影响

Bamboo-like carbon nanotubes were prepared by decomposing C_2H_2 on ferric catalyst. Acid immersion, ball milling and KOH etching were performed before hydrogen adsorption measurement. TEM, HREM, SEM and IR analyses were used to characterize the microstructure. The maximum hydrogen adsorption capacity of the raw sample reached 1.53% (mass) at 300 K under 7 MPa. The unusual structure of carbon nanotubes plays a dominant role for hydrogen adsorption. But some treatments will destroy the structure and decrease hydrogen uptake capacity.     

碳纳米管表面处理对储氢性能的影响

碳纳米管的表面特性决定着与氢之间的相互作用。为获得良好的吸附表面,使用浓硝酸和ＮａＯＨ溶液对碳纳米管进行了表面处理,改善了比表面积和表面活性,从面使氢吸附率达到了５％（室温和１０ＭＰａ的条件下）,实验结果稳定。     

超临界氢气在炭微孔内吸附的理论研究

超临界吸附理论的发展是评价当前材料吸附储氢性能的关键。基于能量平衡原理,推导出能反映超临界高压氢气在炭狭缝微孔内过剩吸附的特点的格子理论Ono-Kondo方程。在AX-21活性炭氢吸附试验结果上标定一预测超临界温度氢气在炭微孔内过剩吸附的Ono-Kondo吸附等温方程。最后,在验证方程的通用性时发现,在一定试验范围内（0～30Mpa,77～298K）方程预测精度较GCMC分子模拟的预测精度高,并能很好地预测其他文献报道的氢吸附试验结果。     

活性炭对不同有机物吸附性能的影响

通过活性炭对不同分子结构的有机物一阳离子嫩黄和苯酚、不同水体环境中苯酚的吸附,以及对水源水中挥发性有机物和可提取有机物的吸附规律研究结果表明,活性炭对水体中有机物的吸附量不仅与有机物的分子结构有关,而且与水体中有机物种类的多寡有关,水体中的各种有机物在活性炭上存在竞争吸附,对于挥发性有机物,随分子量的增大,其在活性炭上的吸附量越大;而对可提取有机物,随分子量的增大,其吸附量反而减小。