蔗糖-硼酸基活性炭对磺胺甲恶唑的吸附性能

为了以简便、低成本的方式制备具有良好吸附性能的活性炭,以蔗糖和硼酸为原料,经溶解混合、高温煅烧和洗涤制备活性炭材料,并用于吸附脱除水中的磺胺甲恶唑;利用扫描电子显微镜、X射线衍射和氮气吸脱附等方法对活性炭进行表征,探讨溶解用溶剂、煅烧温度以及硼酸/蔗糖质量比对产物活性炭吸附量的影响规律,并考察硼酸的回用性能。结果表明:以水作为溶剂,在硼酸/蔗糖质量比为1/2和800℃煅烧温度下制备的蔗糖-硼酸基活性炭呈无定型结构,比表面积高达1 618 m~2/g,其对磺胺甲恶唑的最大吸附量可达508 mg/g;采用回用硼酸为原料再次进行活性炭的制备,所得活性炭仍具有高比表面积(1 559 m~2/g)和高磺胺甲恶唑吸附量(412 mg/g)。     

响应面法优化混合活化剂制备脱硅稻壳基活性炭

对以脱硅稻壳为原料、Na OH和Na2CO3为混合活化剂制备活性炭的工艺进行了4因素(活化温度、活化时间、活化剂混合比、浸渍液质量分数)3水平的响应面优化研究.结果显示:活化温度和浸渍液质量分数对活性炭的碘吸附值有显著地影响.在活化温度635℃,活化时间35 min,混合比4∶1,浸渍液质量分数40%时碘吸附值出现极值,验证实验的碘平均值为1 383.5 mg/g,与预测值基本吻合.另外对所制活性炭进行了性能表征,采用SEM表征了活性炭的形貌,BET法计算了活性炭的比表面积,BJH方程计算出活性炭的孔径分布.得到其比表面积为1 566.1 m2/g,平均孔径为2.05 nm,总孔容为0.80 cm3/g.     

芝麻秆制备的活性炭对废水中铜离子的吸附

以芝麻秆为原料,通过磷酸活化法和酸性改性法制备活性炭,对产品的比表面积、孔结构和碘吸附值进行表征,通过单因素实验研究芝麻秆活性炭处理含铜离子废水的工艺,同时研究了活性炭吸附铜离子的吸附动力学.制得的活性炭比表面积为455m~2/g,总孔体积为0.65mL/g,平均孔径为3.63nm,碘吸附值为887mg/g.用活性炭处理100mL质量浓度为20mg/L的铜离子溶液时,处理温度为30℃,pH值为6,活性炭用量为0.08g,50min后吸附达到平衡,活性炭去除铜离子的效果最佳,吸附率达77%.活性炭对铜离子的吸附行为遵循准二级动力学规律.     

Ag(Ⅰ)金属有机骨架材料在汽油吸附脱硫中的应用

以金属骨架材料Ag2(4,4'-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3),Ag(4,4-bipy)NO3和Ag(4,4-bipy)ClO4为吸附剂,在常温常压下,研究了不同剂油物质的量比条件下的吸附脱硫效果,并测试了在不同1-辛烯含量的模拟油(含硫质量分数为500 μg/g)中的脱硫效果.结果表明:3种吸附剂在吸附前后晶体骨架结构略有改变;对噻吩的吸附程度都能达到70％左右;随着吸附剂含量的增加,脱硫率明显增加,最多的Ag2(4,4'-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3)可以增加12.22％; 1-辛烯含量对Ag2(4,4'-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3)的脱硫效果没有明显影响.同时Ag2(4,4'-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3)对真实汽油的吸附脱硫实验表明:在常温常压下,真实汽油含硫质量分数可从70 μg/g降低到8 μg/g;再生后的吸附剂重复使用5次其吸附性能基本不变.     

新型硅酸盐吸附剂的制备与性能实验研究

硅酸盐吸附剂具有耐酸、耐腐蚀的特点,而且用途广泛。首先,用硅酸钠溶液分别与氯化镁和氯化钙进行反应生成硅酸镁和硅酸钙沉淀,并对所得到的沉淀进行收集、洗涤、过滤、烘干一系列实验过程制备硅酸盐吸附剂,并对吸附剂的表面进行硅烷化处理;其次,用硅酸钠溶液和浓盐酸反应生成水凝胶,再经过水泡、氨泡、老化、洗涤、煅烧制成干燥的硅胶成品;生成水溶胶快要凝结时,加入硅酸盐吸附剂制成硅胶与硅酸盐吸附剂的复合材料。再用全自动比表面积及孔径分析仪对所得到的吸附剂的比表面积进行测定,测得硅酸镁、硅酸钙、硅胶及复合材料这些吸附剂的比表面积分别为183. 773 m~2/g、54. 200 m~2/g、264. 752 m~2/g、284. 688 m~2/g。最后,通过紫外可见分光光度计对甲基蓝和甲基橙在加入吸附剂前后吸光度的变化测定。其吸附性能的测试结果表明:硅酸盐吸附剂对甲基蓝和甲基橙溶液均有较强的吸附能力。     

超声改性对树脂材料吸附氨氮的影响及其表征

采用超声改性001×7树脂,评价超声时间、温度和功率对改性树脂吸附氨氮性能的影响。结果表明:在超声时间30 min、温度40℃、功率50 W的条件下制备的改性树脂吸附效果较好;动态吸附试验显示,在进水氨氮质量浓度200 mg/L、流速10 BV/h的条件下,改性树脂饱和吸附容量为87.96 mg/g,穿透点体积为110 BV,其穿透点体积比未改性时提高41.02%。机理研究表明:改性树脂比表面积为229.07 m2/g,孔容为1.31 cm3/g,磺酸基团容量为2.75 mmol/g,与改性前相比分别提高了9.78%,11%和13.6%。研究结果可以为氨氮废水的树脂吸附处理提供基础数据。     

改性蒙脱土固体酸催化合成乙二醇醚

采用路易斯酸AlCl3与蒙脱土进行离子交换制备固体酸催化剂,研究了改性条件及交换剂类型对催化结果的影响。采用X射线衍射方法分别测定了改性前和改性后蒙脱土的各种物性,并将该固体酸催化剂用于乙二醇醚的制备。蒙脱土经路易斯酸AlCl3处理后,其层间距由1.471 3 nm增加到1.522 5 nm,比表面积由120 m2/g增加到239 m2/g,孔容积由0.140 mL/g增加到0.322 mL/g。成为制备乙二醇醚较好的催化剂。通过实验确定了乙二醇醚制备的最佳反应温度65 ℃、反应时间30 min、催化剂加入量4%(质量分数)以及甲醇与环氧乙烷摩尔比为4∶1,且反应在常压下进行。在此工艺条件下,乙二醇醚的产率为90.5%, 环氧乙烷的转化率为96.0%,催化剂的选择性为94.2%。     

磷酸法制备水热焦炭基活性炭及其结构表征

采取一种比较温和的方法,以水热焦炭为原料,磷酸活化制备高比表面积的活性炭。当磷酸与原料浸渍比为3,活化温度400℃,活化时间1 h时,活性炭的比表面积和总孔体积达到最大,分别为2192 m~2/g和1.269 cm~3/g。水热焦炭由玉米芯经过水热炭化形成。活性炭的吸附等温线表明其含有大量的微孔结构。环境扫描电镜和X-射线衍射结果表明制备的活性炭含有大量的不规则无定形结构。     

Ti改性活性炭分离CH_4/N_2的实验研究

针对甲烷气体(煤矿乏风瓦斯)的富集与分离,研究了活性炭吸附材料(AC)的Ti改性方法,讨论了对CH4/N2分离性能的影响.结果表明:Ti改性炭活性在1 100℃、N2保护焙烧后孔径分布更均一;CH4的吸附量达到34.4 mL/g,比未改性的活性炭和160℃水热方法 Ti改性的活性炭增加了51.5%;CH4常压穿透曲线的穿透点比未改性的活性炭和160℃水热方法 Ti改性的活性炭分别滞后了41%和50%.     

蠕虫状介孔γ-Al2O3的合成与表征

为了制备高比表面积的多孔γ-Al_2O_3,采用醇-水热法合成了虫孔状介孔面心立方晶体结构的γ-Al_2O_3片状粒子,并利用X-射线衍射、N_2吸附-脱附、扫描电镜、透射电镜和选区电子衍射等技术表征了所得氧化铝粒子的物理性质.实验结果表明,以异丁醇铝为铝源,正丙醇水溶液作溶剂,月桂酸作模板剂(异丁醇铝与月桂酸的质量比为4:1)的醇-水热合成法可制备出具有较好结晶度和虫孔状介孔γ-Al_2O_3粒子,经600℃灼烧后所得样品的比表面积高达306m~2/g,其平均孔径为5nm.     

具有大孔-介孔结构的磷酸钛的合成及溶菌酶吸附

以混合表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)合成了大孔-介孔结构磷酸钛,并利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、透射电镜、氮气吸附等表征手段对所制备材料的结构、形貌进行表征.水/乙醇体系的样品具有大孔-介孔结构,比表面积为162 m2/g,且大孔-孔径为1~2 m.乙醇溶剂条件下样品以介孔结构存在,比表面积可以达到272 m2/g,孔容0.359 cm3/g,孔径3.7 nm.在不同的pH溶液中测试溶菌酶吸附性能,最大吸附量在等电点处(=25.94 mol/g),吸附等温线为典型的L型,表明磷酸钛是一种很好的蛋白质吸附剂.     

离子液体改性白炭黑的制备、表征及其在橡胶中的应用

利用[BMIM]Br、[BMIM]BF_4、[BPy]Br、[BPy]BF_44种离子液体改性白炭黑,对改性前后的白炭黑进行了红外及DBP和氮气吸附-脱附比表面积分析,应用改性后的白炭黑与橡胶混炼制得胶样,并考察胶样导热系数的变化。结果表明,4种离子液体均负载在了白炭黑上,并使得橡胶的导热有了一定提高。其中,质量分数为20%的[BMIM]BF4改性白炭黑混炼橡胶的导热效果最好,热传导系数由改性前的0.178 3 W/(m~2·K)提高到0.295 5 W/(m2·K),导热性提高了65.7%;离子液体质量分数为20%的[BMIM]BF4改性白炭黑疏水性由2.00mL/g增加到3.00mL/g;改性白炭黑填充橡胶后橡胶的拉伸强度由13.5 MPa提高到14.3 MPa。     

Ag(Ⅰ)金属有机骨架材料在汽油吸附脱硫中的应用

以金属骨架材料Ag2(4,4’-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3),Ag(4,4’-bipy)NO3和Ag(4,4’-bipy)ClO4为吸附剂,在常温常压下,研究了不同剂油物质的量比条件下的吸附脱硫效果,并测试了在不同1-辛烯含量的模拟油(含硫质量分数为500μg/g)中的脱硫效果。结果表明:3种吸附剂在吸附前后晶体骨架结构略有改变;对噻吩的吸附程度都能达到70%左右;随着吸附剂含量的增加,脱硫率明显增加,最多的Ag2(4,4’-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3)可以增加12.22%;1-辛烯含量对Ag2(4,4’-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3)的脱硫效果没有明显影响。同时Ag2(4,4’-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3)对真实汽油的吸附脱硫实验表明:在常温常压下,真实汽油含硫质量分数可从70μg/g降低到8μg/g;再生后的吸附剂重复使用5次其吸附性能基本不变。     

煅烧对微硅粉性能的影响

采用同步热分析法、X射线衍射、扫描电镜、比表面积和白度等测试手段对煅烧前后的微硅粉样品进行了分析.实验结果表明:在600℃、4 h煅烧时微硅粉的除碳效果最佳,煅烧后样品中碳的质量分数由1.96%下降到0.65%;样品主要成分二氧化硅晶体结构并未变化,仍旧为非晶态,煅烧后仍出现了碳化硅的特征峰,表明煅烧去除的主要为游离碳;微观形貌分析表明,煅烧后样品微观颗粒粒径在长大,片状物质的含量却明显减少,但是组成颗粒的一次粒子长大并不明显;比表面积测试表明煅烧前后比表面积变化不大,但白度由31.04提高到70.14.     

改性分子筛吸附脱硫

以ZSM-5、Y型、MCM-41分子筛为载体,采用离子交换法制备了一系列用于汽油脱硫的负载金属离子的改性分子筛吸附剂。对不同的吸附剂作了X-射线衍射和比表面积分析,考察了静态吸附条件对其脱硫性能的影响。结果表明,不同吸附剂对噻吩的吸附效果不同,CuY的效果较为明显,并得出适宜的吸附条件:常温,常压,剂油质量比为0.15。通过对再生前后吸附剂CuY的变化分析,对吸附脱硫的机理进行了探讨。     

纳米分子筛吸附法去除水中苯的方法研究

采用煅烧高岭土制备的纳米沸石分子筛吸附、去除水中有机污染物苯,试验中研究了纳米沸石分子筛的用量、原水浓度、反应时间、pH值、温度等条件对水中苯的吸附量和去除率的影响.测试结果表明:在常温、常压下,吸附平衡时间为80 min;吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程;纳米沸石分子筛对苯的吸附属于物理吸附;当温度为10℃,pH值为6时,吸附效果较好,其饱和吸附量为92.5 mg/g.     

Cu(I)金属有机骨架材料在汽油吸附脱硫中的应用

以金属骨架材料Cu2(4,4′-bipy)2-(O3SCH2CH2SO3)为吸附剂,研究了吸附时间、吸附剂用量和1-辛烯含量等对模拟油脱硫的影响。结果表明,在常温常压、Cu和S物质的量比为2、烯烃质量分数为30%、吸附时间120min下,脱硫率可达75.6%。在此基础上,研究了其对加氢后汽油的吸附脱硫效果。结果表明,吸附剂可以把加氢后汽油的含硫质量分数从40μg/g降低到8μg/g;再生后的吸附剂重复使用6次,其性能基本不变。     

微波法制备有机改性蒙脱石的性能与结构

针对普通的蒙脱石有机改性方法耗能大、需要时间长的缺点,开发了一种高效节能改性工艺。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂采用微波辐射法对蒙脱石进行了湿法有机改性,以苯酚的吸附效果作为评价指标对制备工艺进行了优化,并采用XRD、N_2吸附-脱附、DTA/TG和傅里叶红外光谱方法对改性前后蒙脱石的表面和体相结构进行了表征。结果表明,微波法可以在2 min内使CTAB有效地进入蒙脱石层间,而不改变蒙脱石自身的结构,并可将普通加热有机改性蒙脱石对苯酚的吸附性能提高10%左右,对200 mg/L苯酚的吸附去除率可达到81.77%。由微波改性方法获得的蒙脱石层间距d_(0.01,可从1.538 nm增加到2.360 nm;N_2吸附比表面积有所减小,从原土的69.99 m~2/g减小为10.16 m~2/g。     

铝柱撑蒙脱石的热稳定性和微结构变化规律研究

采用XRD,FTIR,比表面积及孔径分析等方法,对不同投料比和煅烧温度下制备的铝柱撑蒙脱石的热稳定性和微结构变化规律进行了系统研究.结果表明,随着投料比的增加,铝柱撑蒙脱石层间距呈先增后减的趋势,当投料比为10 mmol/g,煅烧温度为500℃时,其层间距d(001)值达到1.802 nm;煅烧温度＜700℃时,铝柱撑蒙脱石能够保持稳定的层柱结构;随着煅烧温度由300℃升高至800℃,其层间距d(001)值、BET比表面积、BJH脱附总孔容积和总孔比表面积、微孔容积和微孔比表面积均有不同程度的降低;铝柱撑蒙脱石的BJH脱附孔体积分布呈最可几分布,最可几孔半径为2 nm左右,属中孔范畴.     

柱撑粘土的制备与表征

作者以辽宁某地的钙基膨润土为原料，首先对其钠化改型得到适合制备柱撑粘土的基质，然后较系统地考察了制备聚合羟基Al离子的工艺条件，并运用X射线衍射分析（XRD），比表面积测定煅烧试验等手段一撑粘土进行了表征。结果表明：在温度80－90℃，老化温度与时间分别为室温和96h的条件下制备聚合羟基Al离子将其嵌入蒙脱石层间，可得到层间距d(001)值与比表面积分别为1.9194nm和147.2m^2/g的本撑粘土，300℃煅烧后其层间距稳定在1.8394nm，具有较好的热稳定性。