氨基改性MIL-101(Cr)用于CH4/CO2吸附分离的研究

采用浸渍法合成氨基改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr),并用XRD、N2吸附和脱附、FT-IR和TG等表征手段考察材料的结构和性能,测试氨基改性MIL-101(Cr)吸附剂在101.3kPa、25℃下的CO2、CH4吸附量。结果表明,氨基改性后的MIL-101(Cr)与CO2作用力显著增强,提高了CO2吸附量和CO2/CH4分离性能。 PEI/MIL-101(Cr)质量比为70的MIL-101-PEI-70吸附剂的CO2吸附量由50.55cm3/g增加到89.43cm3/g,提升76%,而CH4吸附量由10.62cm3/g下降为5.91cm3/g,降低44%,用理想吸附溶液理论预测其CH4/CO2吸附选择性由11增加到255。吸附CO2后的吸附剂可在80℃、真空下再生,脱附条件温和。     

氨基改性MIL-101(Cr)用于CH_4/CO_2吸附分离的研究

采用浸渍法合成氨基改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr),并用XRD、N2吸附和脱附、FT-IR和TG等表征手段考察材料的结构和性能,测试氨基改性MIL-101(Cr)吸附剂在101.3k Pa、25℃下的CO2、CH4吸附量。结果表明,氨基改性后的MIL-101(Cr)与CO2作用力显著增强,提高了CO2吸附量和CO2/CH4分离性能。PEI/MIL-101(Cr)质量比为70的MIL-101-PEI-70吸附剂的CO2吸附量由50.55cm3/g增加到89.43cm3/g,提升76%,而CH4吸附量由10.62cm3/g下降为5.91cm3/g,降低44%,用理想吸附溶液理论预测其CH4/CO2吸附选择性由11增加到255。吸附CO2后的吸附剂可在80℃、真空下再生,脱附条件温和。     

CuCl@MIL-101(Cr)吸附剂制备及其CO/N_2吸附分离性能研究

采用浸渍法将不同量的CuCl负载在MIL-101载体上制备了CuCl@MIL-101吸附剂材料,并用X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG)、傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)、N_2吸附和脱附等方法进行表征,测试CuCl@MIL-101在101.3kPa、25℃下的CO、N_2吸附量,依据理想吸附溶液理论模型(IAST)计算吸附剂对CO/N_2二元混合气体的吸附选择性。结果表明:CuCl的负载加大了CO在CuCl@MIL-101上的吸附容量,其最佳负载量为4mmol/g MIL-101。在101.3kPa下,最佳CuCl负载量的吸附剂对CO的吸附容量由44.62cm~3/g提高到56.63cm~3/g,对N_2的吸附容量由10.88cm~3/g下降到4.38cm~3/g,提高了吸附剂对CO/N_2的吸附选择性,对CO/N_2的吸附选择性由79提高到200。CuCl@MIL-101在200℃、真空下可再生。     

金属有机骨架MIL-101对焦化蜡油中碱氮的吸附

采用水热合成法制备了金属有机骨架MIL-101,并用于对焦化蜡油(CGO)的吸附脱氮。采用XRD、SEM、FTIR和N_2吸附-脱附等技术对MIL-101试样进行了表征。考察了吸附剂加入量、吸附时间、吸附温度等条件对吸附剂性能的影响。表征结果显示,合成的MIL-101具有粒径为250~300 nm的正八面体结构,比表面积为3 248 m~2/g,孔体积为1.65 cm~3/g,并由两种介孔结构组成。实验结果表明,MIL-101经活化处理后可去除孔道内部残留的对苯二甲酸,并显著提升其吸附性能;在吸附剂用量为0.75 g、吸附温度为120℃、吸附时间为1 h时,吸附过程达到平衡,CGO的碱氮含量(w)由1.441×10~(-3)降至0.396×10~(-3),脱氮率达72.5%。     

负载氨基的介孔SiO_2用于CO_2/N_2分离

采用S-N+I-成型机理合成带氨基的介孔SiO2,利用异丁酸为结构导向剂(SDA),氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为助结构导向剂(CSDA),通过氨基和羧酸基的电荷作用来形成。对样品进行低温N2吸附脱附,傅里叶红外表征,用压力天平测量其CO2、N2吸附量。结果发现合成的材料有较高的CO2吸附能力,最佳吸附剂常温常压下CO2的吸附量为0.68mmol/g,CO2、N2分离系数为6.8,100℃下CO2可完全解吸,且经过多次吸附/解吸循环后基本保持CO2吸附特性不变。     

金属有机框架材料HKUST-1吸附分离CH4/N2性能研究

以均苯三甲酸为配体,与金属离子Cu2+自组装得到稳定的金属有机框架材料（HKUST-1）,并借助N2吸附-脱附、X射线粉末衍射、热重、SEM等对其结构进行表征,利用气体吸附仪测量了CH4和N2的吸附等温线,采用克-克（Clausius-Clapeyron）方程计算CH4的吸附热,并运用理想吸附溶液理论（ IAST）来计算HKUST-1对CH4/N2的分离因子。结果表明：在0℃、101.325 kPa和25℃、101.325 kPa的条件下,HKUST-1的CH4吸附量分别为25.1 cm3/g和15.2 cm3/g,N2吸附量分别为8.0 cm3/g和3.9 cm3/g,所制备的HKUST-1对CH4具有较好的吸附效果; HKUST-1对CH4/N2的选择性分离因子为6.8,对CH4/N2具有很好的分离效果; HKUST-1对CH4的吸附热为20 kJ/mol左右,与分子筛类吸附剂相比吸附热较小,易于再生。     

三氧化二铁/黏土铁系吸附剂对生物柴油的脱酸研究

采用三氧化二铁(Fe2O3)/黏土铁系吸附剂对生物柴油进行吸附脱酸,考察了吸附时间、吸附温度、吸附剂用量等吸附工艺条件对脱酸效果的影响,并研究了该吸附剂的饱和吸附量和再生性能。结果表明:最佳吸附剂用量为8.69%,吸附温度为54.91℃,吸附时间为2.7 h,在此优化条件下,脱酸率为86.78%;在最佳吸附温度和吸附剂用量下,Fe2O3/黏土吸附脱酸的饱和吸附量为18.5 g/g;以月桂醇聚氧乙烯醚(AEO-3)作脱附剂,吸附脱酸后的Fe2O3/黏土经第1次再生后,脱酸率仅为45.71%,经第2次再生后,无脱酸能力。     

程序升温处理对HKUST-1吸附甲烷性能的影响

以Cu(NO3)2和均苯三甲酸为反应物、N,N′-二甲基甲酰胺为溶剂,采用溶剂热法合成出结构稳定的金属有机骨架材料HKUST-1;对HKUST-1进行程序升温处理,采用FTIR、SEM和N2吸附-脱附等方法对处理前后的试样进行了表征,并考察了HKUST-1对CH4的吸附性能。实验结果表明,程序升温处理可脱除残留在HKUST-1孔道内的溶剂和杂质组分,使更多的Cu2+活性位暴露出来,提高其吸附CH4气体的能力;230℃是较为合适的程序升温处理温度,处理后HKUST-1的比表面积和孔体积分别为1 505.4 m2/g和0.720 cm3/g,在298 K和3.5 MPa下,CH4吸附量达到220.36 cm3/g(9.84 mmol/g)。     

合成HKUST-1金属有机骨架材料的母液及其再结晶性能

以硝酸铜为金属离子、1,3,5 均苯三甲酸（H3BTC）为配体,在水热条件下合成了铜基金属有机骨架材料（HKUST 1）。以甲烷作为吸附存储对象,研究了HKUST 1材料及其母液再结晶材料理化性质的变化趋势,得到其甲烷吸附等温线。结果表明,经过3次母液再结晶的产物仍然具有与HKUST 1相似的晶体结构和微孔结构,其BET比表面积和微孔体积分别为1984 m2/g和0722 cm3/g。在25℃和3500 kPa条件下,3次再结晶产物的甲烷吸附量为207 cm3/g,母体HKUST 1材料的甲烷吸附量为226 cm3/g,说明再结晶产物具有一定的气体吸附存储能力和应用价值。。     

丙烷脱氢制丙烯Pt-5Sn/γ-Al_2O_3催化剂的微量吸附量热研究

应用微量吸附量热技术 ,以CO为探针分子 ,研究了H2 还原预处理对Pt- 5Sn/γ -Al2 O3 催化剂CO吸附中心数量和强度的影响。结果表明 :经H2 预还原 1～ 2h后 ,催化剂表面具有较多较强CO吸附中心 ,对CO的起始吸附热为 10 2kJ/mol,饱和吸附覆盖度为 14.0 μmol/g。其催化丙烷脱氢生成丙烯的活性最好 ,在反应温度为 6 5 0℃、C3 H8/N2 (mol/mol)为 1/ 2、GHSV(C3 H8)为 30 0 0h-1条件下 ,丙烷转化率为 6 0 .3% ,丙烯选择性为 96 .6 %。     

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。     

Synthesis and optimization of a new MIL-100 adsorbent for removing basic N-compounds from liquid fuels

Abstract

In this work, the effects of synthesis conditions of MIL-100(Cr) as an adsorbent for quinoline (QUI) were evaluated by performing Taguchi-designed experimental tests. According to the analysis of variance (ANOVA), synthesis temperature was the most influential factor in maximizing QUI adsorption capacity of MIL-100(Cr). Moreover, the optimum temperature, time and reactants molar ratio were found to be 393?K, 15?h and 0.67, respectively. The QUI adsorption capacity of optimized MIL-100(Cr) was 15.70?mg_N.g^?1_ads. This adsorbent was characterized by specific surface area (BET), X-ray powder diffraction patterns (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) tests.     

Cu(I)-13X吸附剂络合分离CO的研究

采用离子交换法制备了C_u(Ⅱ)-13x型分子筛,在250～300℃及14～140kPa下,用纯一氧化碳将C_u(Ⅱ)-13x分子筛还原成C_u(Ⅰ)-13x型固体吸附剂。用静态法测定了一氧化碳、氮气等单组分吸附等温线,用流动法测定了一氧化碳和氮在不同组成下的混合物吸附平衡数据。根据络合吸附和物理吸附具有加和性的规则,提出了一个同时考虑络合吸附和物理吸附的吸附平衡模型,此模型能很好地关联其实验结果。     

微波-浸渍联合改性活性炭对CS_2吸附性能的研究

以活性炭为原料,采用微波正交实验考察了微波辐射功率、辐射时间、活性炭处理量三因素微波改性活性炭对吸附CS2性能的影响;用过渡金属溶液和氨水分别浸渍微波改性后的活性炭,考察了微波-浸渍联合改性活性炭对吸附CS2的影响。实验结果表明,微波改性的最优实验条件为微波辐射功率400 W、辐射时间3 min、活性炭处理量5 g;在此条件下,微波改性后的活性炭(AC1)吸附CS2的静、动态吸附量分别为0.564,0.542 g/g;用浓度为0.005 mol/L的Fe(NO3)3溶液、0.020 mol/L的Cu(NO3)2溶液、质量分数30%的氨水分别浸渍AC1后,3种联合改性活性炭对CS2静、动态吸附量较原活性炭均有所提高,其中氨水-微波联合改性的活性炭对CS2吸附性能最好,对CS2的静、动态吸附量分别为0.587,0.572 g/g。BET,SEM,FTIR表征结果显示,活性炭改性后碱性基团的数量增多,微孔的数量增大。     

废弃甲基叔丁基醚树脂催化剂基活性炭的制备及其负载过渡金属吸附二甲基硫醚的应用

通过炭化和水蒸气活化,废弃的甲基叔丁基醚催化树脂成功地转换成低成本的活性炭。利用超声波辅助浸渍法,将各种过渡金属,包括Cu2+,Ag+,Co2+,Ni2+,Zn2+,Fe3+负载在活性炭表面得到一系列的金属负载吸附剂（xM-AC）,并通过间歇实验考察了其二甲基硫醚（DMS）的吸附性能。在这些吸附剂中,15Cu-AC的吸附容量最大,达到58.986 mg/g。拉曼光谱和动力学实验表明DMS的硫原子与Cu2+之间形成了S-M（σ）。     

改性活性炭吸附脱除噻吩类硫化物

采用不同氧化剂对活性炭进行处理后再负载金属离子,以提高其对燃油中噻吩类硫化物的吸附性能。采用均匀设计对硝酸浓度、氧化温度、Cu~(2+)负载量、焙烧温度及焙烧时间等5个因素进行优化,采用直观分析和二次多项式逐步回归分析法进行数据处理,得到较优的活性炭故性工艺条件:硝酸浓度为15mol/L,氧化温度为100℃,Cu~(2+)负载量(以CuO质量分数计)为15%,焙烧温度为150℃,焙烧时间为4.5h。在此工艺条件下制备的活性炭吸附剂对二苯并噻吩的穿透硫容和饱和硫容分别达到9.3mg/g和14.7mg/g。油品中的竞争物质对活性炭吸附剂脱除苯并噻吩性能的影响强弱顺序为:芳烃>烯烃。     

介孔碳及其铁改性材料吸附水中对硝基苯酚

采用水热合成法以F127为模板剂制备介孔碳材料（MC）,一步合成法引入Fe(NO ₃ ) ₃ •9H₂O得到铁改性介孔碳材料（Fe/MC-x,x为合成原料中铁源与间苯二酚的摩尔比,x=0.5、1、1.5）,对改性前后的材料进行TEM、N₂吸-脱附、XRD及FI-TR表征,通过考察吸附剂量、吸附等温线、吸附动力学对其吸附水中对硝基苯酚（p-NP）进行了研究。结果表明,所得MC和Fe/MC-x的孔径分布集中于3~4 nm,比表面积分别为643.6、635.6、636.0和587.2m²/g。实验条件下,Fe/MC-x的吸附性能优于MC,其中Fe/MC-1.0有最大吸附量220.35 mg/g,对应去除率为92.33%;平衡吸附量均与初始浓度呈正相关,与吸附剂投加量呈负相关,高温不利于吸附,P-NP在MC和MC-x上的吸附行为符合Freundlich模型;改性行为加快了吸附速率,吸附过程符合准二级动力学模型,主要为化学吸附控制吸附速率。     

硝酸改性对活性炭吸附脱硫性能的影响

采用硝酸对活性炭进行改性,考察了改性时间、温度及硝酸浓度对活性炭吸附性能的影响。结果表明,随着温度升高和处理时间延长,改性活性炭的吸附性能总体呈先升后降的趋势;随着硝酸浓度增加,改性活性炭的吸附性能提高。硝酸改性活性炭的最佳条件为：温度80℃,硝酸质量分数65％,处理时间1h。制得的改性活性炭对石油醚中二苯并噻吩的硫吸附容量为6．90mr,／g,比改性前提高了14．1％。     

对几种活性炭比表面和孔径分布的测试

采用流动色谱法,在液氮温度下测定不同原料来源和不同外型的几种活性炭的吸附等温线。用一点法、B.E.T三参数法,层厚法,孔模型法计算其比表面。采用圆筒孔等效模型计算孔径分布。研究结果表明:几种活性炭均系比表面大(>1000m~2/g)和微孔发达的物质。根据D-R方程计算微孔体积V_0和特征吸附能E等。     

CH4/N2在活性炭上吸附性能的研究

变压吸附是分离油田伴生气中N_2和CH_4的可行性方法,采用质量法测定了N_2、CH_4在活性炭WHXR-LB20上的吸附等温线,分离系数为2.87,满足工业应用要求且再生效果好;同时测定了油田伴生气中C_2H_6、C_3H_8,n-C_4H_(10)等对WHXR-LB20的影响,结果表明,C_2H_6、C_3H_8在WHXR-LB20上再生效果很好,而n-C_4H_(10)在WHXR-LB20上有积累,该积累量使N_2和CH_4在WHXR-LB20上的饱和吸附量降低。