CO2、CH4在改性MFI沸石中吸附的分子模拟

采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法研究了CO2、CH4在全硅MFI沸石和MFI(4Na+)沸石中的吸附行为,计算获得了CO2、CH4在两种架构中的吸附等温线、吸附能量分布曲线和粒子云分布图,结果表明:CO2、CH4纯组分在较低压力下有较高的吸附量,并且吸附量随压力的增大而增加,随温度的升高而小幅减少,其混合组分在两架构中均发生明显的竞争吸附行为;Na+的存在使MFI型沸石对CO2的吸附能力和选择性得到增强.     

离子交换改性斜发沸石用于分离性能研究N2/CH4

抽放煤层气的主要成分为氮气和甲烷,采用以N2为强吸附组分的天然斜发沸石进行变压吸附分离(PSA),CH4成为塔顶产品,其回收率和纯度会大大提高.首先对4种国内不同地区的斜发沸石进行筛选,结果表明1#斜发沸石氮气吸附量大于甲烷,为氮气选择性吸附剂.为了进一步提高1#斜发沸石的氮气选择性能,对其进行离子交换改性研究,发现在室温下交换3次的Na-Cp-1分离效果最好,氮气/甲烷分离因子达5.48,是非常好的氮选择性吸附剂;而Li+、K+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Sr2+离子交换后斜发沸石对N2和CH4的吸附差异较小.     

蒙脱石吸附CH_4和CO_2的分子模拟

为了解CH4和CO2在页岩储层蒙脱石中的吸附机理及其相互关系,运用分子力学(Molecular Mechanics,MM)方法得到Na-蒙脱石、CH4和CO2的最优构型,采用巨正则蒙特卡洛(Grand Canonical Monte Carlo,GCMC)方法计算不同埋深下蒙脱石对CH4、CO2和CH4/CO2的吸附性能,地温梯度为30K/km,压力梯度为15MPa/km.模拟结果表明:吸附量随温度和压力的升高先急剧增加后缓慢减小;蒙脱石吸附CH4和CO2为物理吸附,页岩气藏埋深为2~4km时页岩储层蒙脱石中CH4吸附气大量聚集,利用CO2置换技术开采页岩气的最佳深度约为2km,埋深约为4km时效果最差.该研究可为页岩气的勘探开发提供依据.     

天然红辉沸石合成4A沸石工艺优化研究

广西资源红辉沸石经适当预处理,可成为沸石分子筛的合成原料。以它为原料,采用水热反应晶化合成新工艺,并对该工艺进行优化,合成出质量较高的4A沸石产品。该合成工艺流程为;天然红辉沸石（预处理）＋碱＋铝酸钠＋水→水热反应→晶化合成→过滤、洗涤→烘干→4A沸石产品。最佳技术参数为：钠硅化（ω（Na2O)/ω(SiO2))1.1,水钠比（ω（H2O）／ω（Na2O))45,晶化时间6h,晶化温度100℃。该工艺流程简单,技术参数容易控制,原料来源丰富,合成成本低,产品质量高,可进行工业化生产。     

二元气体等温吸附-解吸中气分的变化规律

进行了CH4—CO2和CH4-N2二元混合气体的等温解吸实验，分析了二元气体在解吸过程中各组分浓度的变化规律．结果表明，在CH4-N2二元气体的解吸过程中，吸附相中CH4组分的相对浓度逐渐增加，N2组分的相对浓度逐渐减少．在CO2-CH4二元气体的解吸过程中，吸附相中CO2组分的相对浓度逐渐增加，CH4组分的相对浓度逐渐减少．实验结果还证实了CO2在与CH4的竞争吸附中占据优势，而N2在与CH4的竞争吸附中处于劣势．注入CO2比注入N2可以更有效地置换或驱替煤层甲烷，提高煤层甲烷的采收率．     

氯化钠改性沸石对饮用水中低浓度氨氮的吸附性能分析

通过静态实验,研究改性沸石对饮用水中含低浓度氨氮（0．8～1．0mg／L）的吸附性能,考察沸石投加量、原水pH值、搅拌时间对氨氮去除效果的影响,同时也对改性沸石吸附动力学进行了研究．结果表明：氯化钠改性增加了沸石的活性,与天然沸石相比,改性沸石去除氨氮的效果提高了40％左右;通过XRD表征可知,天然沸石经无机盐改性后,吸附氨氮的活性组分明显增多;动力学研究表明,沸石去除水中的氨氮是快速吸附和缓慢吸附两种行为共同作用的结果,该过程符合Freundlich和Langmuir等温式,动力学方程可用二阶反应来描述．     

天然沸石处理电镀废水中镍吸附特性的研究

本实验采用天然沸石处理电镀废水中的镍.实验研究了接触时间、镍的初始浓度、沸石粒径对沸石吸附镍的影响,并考察了沸石对镍离子的吸附动力学.结果表明,接触25,min后,100目沸石的吸附量保持在0.61,mg/g,吸附达到平衡.镍的初始浓度越高,镍的吸附量越大.随着粒径的减小,沸石对镍的吸附量提高,300目沸石的吸附量可达到1.52 mg/g.用准一阶和准二阶动力学模型对动力学实验数据进行拟合,准二阶模型较好地描述了镍的吸附动力学行为(R2=0.997 4).     

温度及压力对CO2置换CH4的影响

利用潞安和寺河煤样进行了不同温度和压力条件下CO2/CH4混合气体的等温吸附/解吸实验,根据Langmuir等温吸附模型及其扩展形式,结合分离因子和单位压降解吸率两个参数,分别分析了温度和压力对CO2置换CH4影响的效果,提出了低温、低压条件下具有更好的置换效果,认为低温低压下置换反应主要向解吸需要能量低、吸附释放能量高的方向进行,即需要能量较小的CO2吸附—CH4解吸方向.研究结果表明:同等条件下CO2吸附能力比CH4吸附能力更强;在3MPa注入压力条件下,随着温度逐渐升高CO2对CH4的分离因子依次减小,显示出温度为20℃时置换效果更佳;在30℃温度条件下,随着压力的的升高,CH4单位压降解吸率依次降低,显示出压力为2MPa时置换效果更好;CO2的吸附能高于CH4的吸附能,在低温、低压的低能量条件下CO2具有相对更好的吸附能力.     

“酸处理红辉沸石—碱—铝酸钠—水”水热反应体系P型沸石的合成

用X射线衍射等测试方法研究“酸处理红辉沸石－碱－铝酸钠－水”水热反应体系混合物的硅铝的量比（n(SiO2)/n(Al2O3)）、钠硅的量比（n(Na2O)/n(SiO2))、水钠的量比（n(H2O)/n(Na2O)）以及昌化温度和晶化时间对P型沸石合成的影响;确定以酸处理红辉沸石为原料合成P型沸石的工艺流程和技术参数,工艺流程为：酸处理红辉沸石→水热反应→晶化合成→过滤、洗涤→烘干→P型沸石产品;最佳技术参数为：n(SiO2)/n(Al2O3)=3-4;n(Na2O)/n(SiO2)=1.0-1.2;n(H2O)/n(Na2O)=28-37;θ=95-100℃;t=6-8h。这为天然红辉沸石资源的开发利用开辟了新的途径。     

人造沸石对含磷废水的吸附实验研究

采用人造沸石对废水中的磷素进行静态吸附实验,探究了废水中磷浓度、吸附时间、沸石粒径、温度、p H值对除磷效果的影响.结果表明:在30 mg/L的磷质量浓度下沸石饱和吸附量为118 mg/kg;磷质量浓度小于30 mg/L,沸石的吸附量随磷质量浓度的增加而增加;沸石吸附磷的最佳吸附时间为120 min、温度为25~45℃、p H值为8~9;随着沸石粒径的减小,沸石的吸附量逐渐增大.沸石粒径小于100目时,沸石吸附量达到112 mg/kg,接近饱和吸附量,但从经济、实际应用方面考虑,不建议选择太小粒径的沸石颗粒.     

用多元气体等温吸附成果评价煤层气开发潜力

针对煤层气中通常含有一定数量非 CH4气体的现实情况 ,进行了纯 N2 、纯 CH4和 CH4- N2二元气体等温吸附实验的对比研究 ,分析了煤层气中的 N2 组分对煤层 CH4吸附性能的影响 .结果表明 ,用纯 CH4气体的等温吸附资料进行煤层气开发潜力的评价 ,可能会产生不完全正确的结论 ;而多元气体的等温吸附曲线 ,可用于进行煤层气开发潜力的正确评价 .     

Adsorption and desorption on coals for CO2 sequestration

Adsorption and desorption of carbon dioxide, methane and other gases on coals has been investigated experimentally using representative Zhongliangshan coals. Gas adsorption is one of the major concerns for both CO2 sequestration and methane recovery processes. The experiments were carried out using both single and multi-component mixtures at 25 ℃ and 30 ℃ with the highest pressure of 12 MPa. The coal was under moisture equilibrated conditions. This provides experimental data from which a predictive assessment of CO2 sequestration and/or methane recovery can be conducted. The results show that for pure gasses the CH4 adsorption capacity is higher than the N2 adsorption capacity but lower than the CO2 adsorption capacity. Injection of CO2 or other gases into the coal significantly affects CH4 desorption. This allows the enhancement of CH4 recovery from the coals, thus supplying more clean energy while sequestering significant amounts of CO2 thereby reducing the greenhouse effect from human beings.     

CO和O2与Aum簇相互作用的DFT研究（II）

采用B3LYP／／LAN2Dz和相对论赝势ECP对Au、6．311＋G^＊基组对C和O水平下,对02和CO＋02在Aum（n=3—5,m=0,±1）上发生单分子和双分子吸附的可能结构进行全优化和振动分析。获得了Aun（O2）^m和AunCO（O2）^m最低能量结构。通过对其结构和能量分析,给出了O2和CO＋O2与AuO相互作用性质和变化规律。结果表明O2在Au;上吸附能均较小而难形成稳定吸附,其反应活性在Aun上呈奇偶交替现象,O2仅在偶数Au4-上发生有效吸附。CO和O2在Au2和Aun（n=4～5）上无明显协同吸附,二者在Au4-上存在明显协同吸附效应,而在Au,和Au3-上仅有弱协同效应。Au。（CO）0f（n=3～5）中C-O和O-O键长增大、相应伸缩振动频率降低,表明Au．-对C-O和O—O键有活化作用,它们可能是CO低温氧化的活性组分。可以推断,能够稳定阴离子Au簇的氧化物载体对提高氧化物负载纳米Au催化剂催化活性有利。     

海上天然气吸附净化脱CO2的动态穿透实验研究

为了研究摇摆工况、天然气中所含的H₂O和N₂对海上天然气吸附净化脱CO₂的影响,开展了静止和摇摆工况下多组分混合气体在干燥和含H₂O的13X分子筛上的动态穿透实验。采用质谱仪对CH₄、CO₂和N₂按比例进行配气,获得了CH₄/CO₂和CH₄/ CO₂/ N₂两种多组分混合气体;在静止和摇摆工况下,通过动态穿透实验测定了不同时间下混合气体中每种气体在干燥和含H₂O的13X分子筛出口处的分压,得到了穿透曲线以及穿透时间;通过穿透曲线分析了静止和摇摆工况下干燥和含H₂O的13X分子筛对两种混合气体中CO₂的吸附净化效果,进而得到了摇摆工况下H₂O以及N₂对海上天然气吸附净化脱CO₂的影响。实验结果表明,无论在静止还是摇摆工况下,13X分子筛对CO₂的吸附能力最强,对N₂的吸附能力最弱;N₂的存在有利于海上天然气吸附净化脱CO₂,而H₂O和摇摆不利于CO₂的脱除。     

亚微米FeAlMFI沸石合成、表征及甲醇转化性能

以硅溶胶、硝酸铁和硫酸铝为原料,四丙基溴化铵为模板剂,甲基纤维素(MC)为微反应器模板,采用水凝胶制约法合成亚微米FeAlMFI沸石。考察了晶化时间、晶化温度和甲基纤维素浓度等因素对合成沸石粒度的影响。利用XRD,ICP,LPSA等手段对样品结构和粒度尺度进行了表征,所合成的沸石为粒径100～200nm的FeAlMFI亚微米沸石。采用催化甲醇制低碳烯烃(MTO)的反应考察了ZSM-5和FeAlMFI沸石的催化性能,结果表明,亚微米FeAlMFI沸石具有较高的活性稳定性,其低碳烯烃选择性可达85.9%。     

Li_(1.52)Ni_(0.30)Mn_(0.78)Co_(0.06)O_(2.00)正极材料的电化学性能

以Li2CO3、Ni(CH3COO)2·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过直接沉淀法制备了具有α-NaFeO2型层状结构的微米Li1.52Ni0.30Mn0.78Co0.06O2.00正极材料.通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电、交流阻抗、循环伏安法等方法研究了样品的结构和电化学性能.结果表明:充电截止电压4.6V时样品的充放电性能最佳.在电流200 mAh·g-1时,该样品第1循环和第40循环的放电容量分别为150.2 mAh·g-1、155.0 mAh·g-1;样品的电化学反应受电荷传递阻抗和和Li+扩散的共同控制.     

正戊烷在ZSM系分子筛中吸附性质的分子模拟

用巨正则系综蒙特卡罗（GCMC）和构型偏倚蒙特卡罗（CBMC）相结合的分子模拟方法,研究了正戊烷在ZSM系分子筛[MFI（ZSM-5）、MEL（ZSM-11）、MTW（ZSM12）]上的吸附性质,模拟的吸附热和文献结果一致,相对误差为4．8％．在此基础上,模拟了吸附热、Henry常数、吸附等温线、吸附位等吸附性质,并利用双点Langmuir等温线方程对吸附等温线进行拟合,得到了双点Langmuir等温线参数．     

普鲁士蓝对Rb＋、Cs＋的吸附性能研究

摘要： 用K4Fe（CN）6·3H2O和FeCl3·6H2O制备纯普鲁士蓝（PB）和负载量为55％普鲁士蓝/二氧化硅（PB/SiO2）,考察了不同因素条件下（吸附时间、起始离子含量、c（H＋）浓度、干扰阳离子K＋和NH4＋）,纯PB对Rb＋、Cs＋混合模拟液的静态吸附情况.结果表明：随着吸附时间的增加,Kd（Rb＋）和Kd（Cs＋）增大,随着起始离子含量、c（H＋）浓度、干扰阳离子K＋和NH4＋浓度的增大,Kd（Rb＋）和Kd（Cs＋）整体来说稍有下降,但变化不大.由于纯PB在水中易分散,不利于柱操作,故选取负载量为55％ PB/SiO2进行柱实验,结果表明此柱对Rb＋、Cs＋显示出好的离子交换性能.     

油砂洗脱化学剂复配的研究

为了解决直接用水洗油砂洗油效率低的问题,进行了复配化学剂油砂热洗室内实验,考察了 NaOH和 Na₂CO₃及其复配溶液,XY系列洗油剂复配对内蒙古图牧吉地区一井油砂洗脱率的影响,根据油砂洗脱率指标,优选适合该地区油砂的最佳复配化学剂。结果表明,在洗油剂与油砂质量比为1∶1 ,恒温85℃,加热60 min时,NaOH与Na₂CO₃复配溶液的洗脱率高于单一碱液的洗脱率 ,洗油剂体系XY-1和XY-2与碱复配时,优选的洗油剂配方为 NaOH(1 .0%) + Na₂CO₃(1 .0%) + XY-1(0 .15%)和NaOH(1 .0% ) + Na₂CO₃(1 .5% ) + XY-2 (0 .10%)。     

钯催化Suzuki交叉偶联反应合成2-（2′-萘基）噻唑

以2-萘硼酸和2-溴噻唑为原料,以Pd（PPh3）4为催化剂合成了2-（2′-萘基）噻唑,考察了不同的碱（K2CO3、Na2CO3、NaHCO3、NaOH、KOH、CH3COOK、t-（CH3）3COK）和不同的溶剂（Diox-ane、i-PrOH、DMF、Toluene、H2O、C2H5OH、THF）对该Suzuki偶联反应产率的影响。结果显示：2-萘硼酸和2-溴噻唑在溶剂为乙醇,乙酸钾为碱的时候得到的收率最高,且反应时间较短。