KIT-6介孔分子筛的研究进展

介孔材料由于其孔道规整有序、孔径大小可调,可以实现微孔分子筛难以完成的大分子的吸附、分离反应,近年来介孔分子筛合成和应用的研究引起了学者们的广泛关注.KIT-6介孔分子筛具有高比表面积,三维连通的双螺旋孔道结构的优点,十分适合应用于催化、吸附和药物领域.概述了 KIT-6介孔材料的合成和不同应用领域的研究进展.     

三维KIT-6分子筛对乙烯乙烷吸附分离的研究

采用水热法合成三维KIT-6分子筛,以KIT-6为载体,采用等体积浸渍法负载Ag NO3制备乙烯/乙烷分离的π络合吸附剂,通过氮气吸附脱附、X射线衍射和X射线能谱分析对吸附剂进行表征,采用自制设备测定了π络合吸附剂的乙烯乙烷吸附等温线和乙烯吸附动力学曲线,相应的乙烯乙烷吸附热用克劳修斯-克拉伯龙方程求得。结果表明,Ag NO3最佳负载量为29%,在303.15 K、0.6 MPa下,络合吸附剂的乙烯吸附量高达47 m L/g,分离系数为3.3,乙烯吸附热值显示乙烯与吸附剂的作用是介于物理吸附和化学吸附之间的π络合吸附,乙烯在络合吸附剂上传质较快,具有一定的应用前景。     

KIT-6新型介孔分子筛的合成与表征

以P123为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用水解法制备了介孔分子筛KIT-6,通过X射线衍射、傅立叶红外检测、N2吸附脱附、扫描电子显微镜对样品进行表征,结果表明该样品具有Ia3d立方相介孔材料的有序特征,为弯曲的棒状形貌。其比表面积为813．7m2／g,孔径为8．2nm。     

氨基功能化介孔超分子聚合物的温和构筑及其CO2吸附性能

以3,3'-二硫代双(丙酰肼)和对苯二甲醛为组装基元,通过动态共价键采用界面组装法在常温常压下温和构筑了具有丰富CO₂吸附位点的介孔超分子聚合物PDP。利用动态共价键的动态可逆性,通过合成后修饰法将两种具有丰富氨基位点的化合物（聚乙烯亚胺及四乙烯五胺）组装于PDP结构上,构建了两种氨基功能化超分子聚合物材料PDPP和PDPT。相较于PDP,修饰后超分子聚合物CO₂吸附性能有了极大提升,PDPT在80℃下CO₂吸附量可达27.79cm³/g。动态亚胺组装策略具有制备条件温和、结构功能可控等特性,为开发CO₂高吸附性能材料提供了全新思路。     

拟薄水铝石负载PEI/AMP吸附CO2性能

用富含胺基的物质对多孔材料进行修饰可以得到高CO₂吸附量的吸附剂。采用浸渍法将聚乙烯亚胺(PEI)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)负载在拟薄水铝石上,考察了CO₂压力、胺类物质负载量等对吸附性能的影响。采用低温N₂吸附/脱附法(BET)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外线光谱分析仪(FTIR)等手段表征了吸附剂的结构特征及其物理性质,并使用重量法微天平实验装置对吸附剂的性能进行了评价。实验结果表明,当温度恒定为50℃,压力小于1 MPa时,负载PEI的吸附剂最高的CO₂吸附量为77.53 mg CO₂·(g吸附剂)^-1,最佳负载量为85%;压力大于1 MPa时,负载PEI的吸附剂最高的CO₂吸附量为123.79 mg CO₂·(g吸附剂)^-1,最佳负载量为10%。负载AMP的吸附剂最高的CO₂吸附量为128.01 mg CO₂·(g吸附剂)^-1,最佳负载量为85%。CO₂吸附稳定性实验表明,吸附剂对CO₂的吸附性能稳定。     

氨基改性有序介孔氧化铝吸附二氧化碳性能研究

采用硝酸铝为铝源,碳酸铵为沉淀剂,聚乙二醇（PEG1450）为模板剂,合成廉价的有序介孔氧化铝 （OMA）作为吸附剂载体。以2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）为氨基化表面修饰剂,对OMA采用过量浸渍法进行表面氨基化,制备一种高性能低成本的二氧化碳吸附剂OMA-AMP。通过BET法比表面积测定、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外光谱（IR）等表征方法对改性前后吸附剂的比表面积、孔结构等特性进行表征,结果表明制备的 OMA-AMP具有比表面积大、孔径分布窄、孔结构有序等特点。利用模拟烟道气,从浸渍时间、吸附床层温度、气体流量以及AMP浓度4个变量考察吸附剂的性能。结果表明,OMA经过质量分数为50%的AMP浸渍12 h,在吸附温度为70 ℃、气体流量为40 mL/min条件下,OMA-AMP对二氧化碳的吸附量高达84.15 mg/g;吸附剂吸附性能较稳定,再生容易且效果良好;吸附剂制备成本低廉,吸附效率高。该吸附剂可以解决在二氧化碳捕集技术中成本居高不下的问题,在工业上具有实际应用价值。     

介孔二氧化硅KIT-6介观单晶微球的合成

以非离子表面活性剂［聚环氧乙烷（PEO）-聚环氧丙烷（PPO）-聚环氧乙烷三嵌段共聚物,P123］和阳离子聚电解质（聚二甲基二烯丙基氯化铵,PAC）形成的复合物胶束为模板,合成了具有球形形貌的介孔二氧化硅KIT-6介观单晶微球。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气物理吸附和热重分析（TGA）等手段对合成材料的形貌及孔结构进行了表征分析。结果表明,以有机复合物胶束为模板合成出的介孔KIT-6二氧化硅材料具有较规整的球形形貌,颗粒直径为2~3 μm,具有较大的比表面积和孔体积（747 m²/g和1.3 cm³/g）,介孔孔径为8.5 nm,且在整个颗粒内部介孔保持高度的有序排列。由于长链聚电解质PAC与硅源有着较强相互作用,样品可以在较高水热温度下（160 ℃）合成,有利于提升介观结构的稳定性。该合成方法对于介孔二氧化硅KIT-6单晶微球的合成及其在催化及吸附分离等领域的应用具有一定的启发意义。     

变压吸附分离提纯CO_2技术的应用

本文叙述了变压吸附提纯ＣＯ２技术的基本原理和工艺过程，介绍了我国ＰＳＡ－ＣＯ２的开发过程及发展前景，对已开发的ＰＳＡ－ＣＯ２工业装置的生产成本和经济性进行了分析     

沸石分子筛对CO_2/CH_4混合气的分离效果研究

选取5A沸石分子筛作为脱碳吸附材料,考察了其对CO2及CH4单组份的吸附效果。结果表明,5A分子筛真空解吸在1 h 50 min即可达到解吸、脱碳、再生的目的,且经8次重复吸附-解吸后仍具有较高及较稳定的脱碳效率。将5A分子筛应用到沼气实际分离实验中,在沼气中n(CO2)∶n(CH4)=40∶60的条件下,经单塔处理可达0.17 m3/kg处理量,甲烷纯度可达97%以上,且连续处理速率为0.60 m3/(h·kg),该研究为今后的沼气分离工程提供了技术参数。     

改性纤维素微球的制备及其对Pb2＋吸附性能的研究

利用绿色环保的碱／尿素／水溶剂体系直接制备纤维素溶液共混聚乙烯亚胺（PEI）,然后通过高压静电法制备再生纤维素微球,并与戊二醛交联固定化,制备了复合型吸附材料。借助吸附动力学和吸附等温方程研究了改性纤维素微球对Pb2＋的吸附性能,结果表明改性纤维素微球对Pb2＋具有较好的吸附容量达到9．46mg／g,相比空白微球提高50％以上,并且吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温方程。     

介孔碳材料的CO_2吸附性能研究进展

概述了温室气体的主要来源及目前的应对情况,并对比了非介孔碳材料和介孔碳材料对CO2的吸附性能。介孔碳材料因其较高的比表面积、较大孔容和均匀的孔径,具有较好的CO2吸附性能。同时指出了杂原子掺杂对于介孔碳材料的吸附性能的优化,并且对杂原子掺杂介孔碳CO2吸附剂的未来发展方向进行了展望。     

氨基功能化介孔分子筛KIT-1催化苯甲醛与丙二酸二乙酯缩合反应研究

采用后合成法将3-氨丙基三甲氧基硅烷嫁接在纯硅介孔分子筛KIT-1的孔道内外表面,制备出含氨丙基基团的介孔分子筛样品NH2-KIT-1,并用于苯甲醛和丙二酸二乙酯Knoevenagel缩合反应。利用傅里叶变换-红外光谱(FT IR)、X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附和酸碱滴定等方法对样品的结构和表面碱含量进行了表征与测定。结果表明:氨丙基已成功嫁接在分子筛KIT-1表面,样品NH2-KIT-1仍保持了基体KIT-1的介孔结构和较高的比表面积、较大的孔容与孔径。表面碱含量为1.105 mmol/g样品(即30%NH2-KIT-1)在苯甲醛和丙二酸二乙酯Knoevenagel缩合反应中表现的催化活性最好,140℃反应12h,苯甲醛的转化率为66.5%,重复使用4次后,苯甲醛转化率下降到46.9%,表面碱含量下降到0.870mmol/g。催化剂活性下降的原因可能是分子筛表面活性基团-(CH2)3-NH2脱落造成的。     

介孔分子筛改性及在吸附脱硫中的应用

介孔分子筛由于具有较大的比表面积、孔容、孔径等优点使得其在吸附分离等领域得到了广泛的应用。本文综述了介孔分子筛改性的不同方法,包括嵌入法、负载法,以及有机-无机杂化介孔材料的制备等。对介孔分子筛在吸附脱硫方面的最新研究进展进行了总结,包括对燃料油、天然气、煤气中硫化物的吸附脱除,以及H2S、SO2等大气污染物的吸附脱除。同时对介孔分子筛的改性及发展前景进行了展望,合成新型有机-无机杂化介孔材料并将其应用于吸附等领域是未来发展的主要趋势。     

改性介孔分子筛对布洛芬的吸附与控制释放

采用合成后改性将氨基嫁接进介孔MCM41和SBA-15孔道内,对功能化的2种分子筛进行药物吸附与控制释放的研究。利用红外光谱仪(IR)、智能重量分析仪(IGA)等表征手段对吸附剂的物理结构和化学组成进行表征。对药物布洛芬(IBU)的吸附量进行比较,结果表明,氨基改性的MCM41(MCM41-NH2)对布洛芬的吸附性能大...     

介孔分子筛MCM-48对果胶酶吸附研究

利用水热合成法制备得到纳米介孔分子筛MCM-48,并研究了其对果胶酶的吸附固载性能和吸附条件及过程特点,测定了固载果胶酶的活性。动力学研究表明,MCM-48与果胶酶间的吸附符合准二阶动力学方程。热力学计算表明,该吸附过程ΔH=-68.94kJ/mol,ΔS=-197.90J·mol~(-1)·K~(-1),说明MCM-48对于果胶酶的吸附是一个放热的、熵减的吸附过程。通过对比游离酶(酶活力14 569U)和固定化果胶酶(酶活力13 345U)的酶活力,说明固载在MCM-48中的果胶酶依然具有良好的活性,这对于保持果胶酶的天然结构以及生物活性非常有益。     

新型CO_2分离膜的气体吸着性能

引　言石油气和天然气中含有的大量ＣＯ2 直接影响以这些气体为原料的产品质量 ,并对管线和设备造成腐蚀 .同时 ,由于ＣＯ2 等气体导致的温室效应已引起严重后果 .因此 ,如何分离或脱除ＣＯ2 成为人们的研究热点 .采用膜技术分离气体由于具有节约能源、操作简便等优点已得到了很大的发展[1～ 3] .最初用于气体分离的主要膜材料多为普通高分子聚合物 ,如醋酸纤维素、聚酰亚胺等 .至今这些膜材料仍在不断的开发和应用 .但由于Ｒｏｂｅｓｏｎ上限[4 ] 的存在 ,使其很难同时具有高选择性和高透过率 ,研制新型膜材料是解决此问题的一个重要途径 .…     

聚乙烯亚胺改性磁性膨润土对Pb2 和Cu2 的吸附性能

在磁性膨润土(MBent)表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)制备了聚乙烯亚胺改性磁性膨润土(PEI/KH560/MBent),采用FTIR、VSM、XRD、TGA、EA、SEM和EDS对其进行了表征,考察了其对水溶液中Pb2+和Cu2+的吸附性能.结果表明,聚乙烯亚胺已成功接枝于磁性膨润土表面,并有效提高了其对Pb2+和Cu2+的吸附量;溶液初始pH对吸附量影响较大,随着pH的增大,吸附量增加.在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L,PEI/KH560/MBent对Pb2+和Cu2+吸附量分别为96.21和61.08 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型,吸附行为符合Langmuir吸附等温模型.热力学研究表明,吸附为自发吸热过程.经过5次循环利用后,其吸附容量仍保持初始的60％以上,表明PEI/KH560/MBent具有一定的重复利用性.     

聚乙烯亚胺改性氧化石墨对水中铜离子的吸附性能研究

通过将聚乙烯亚胺(PEI)嫁接到氧化石墨(GO)表面,制备出聚乙烯亚胺改性氧化石墨(PEI-GO)复合物。通过FT-IR、TEM、XPS、TGA和拉曼光谱等对其进行表征,结果表明PEI成功嫁接到GO表面,同时研究了PEI-GO对水中Cu(Ⅱ)的吸脱附性能。PEI-GO对Cu(Ⅱ)的吸附动力学可以用准二级动力学方程描述,吸附等温线可用Langmuir方程模拟,吸附过程呈现单层吸附现象,PEI-GO在pH 5、5 mg/L Cu(Ⅱ)溶液中最大吸附容量可达205 mg/g。经过5次循环再生实验发现去除率仍保持58.3%,表明PEI-GO对水中Cu(Ⅱ)去除效果明显,是一种性能优异的吸附剂。