轻石脑油中C_6烷烃在5A分子筛上的吸附/脱附等温线研究

测定了轻石脑油中正、异构C6烷烃在5A-1分子筛上的低温(25～80℃)及高温(150～300℃)吸附/脱附等温线,分析了吸附温度、吸附压力、脱附压力对5A-1分子筛吸附/脱附性能的影响。结果表明:正己烷在5A-1分子筛上低温(25～80℃)及高温(150～300℃)下的吸附等温线均为I型吸附等温线,且随着吸附温度的升高,等温线优惠程度逐渐降低。吸附温度25℃、平衡压力7.5kPa时,异构C6烷烃在5A-1分子筛上的吸附量较小,对正己烷平衡吸附量影响不大。对于轻石脑油中的C_6烷烃来说,较适宜的吸附温度优选200～250℃,在该温度范围内,正己烷平衡吸附量为5.68～9.03g/(100g);脱附压力为1.4 kPa时,正己烷脱附量为0.69～2.35g/(100g),能够满足变压吸附的操作要求。     

水泥基孔隙材料中水蒸气的等温吸附与脱附过程

分别采用水胶比为0.3、0.4和0.5的净浆和砂浆,结合文献模型对水泥基材料中水蒸气的等温吸附(脱附)平衡和动力学过程进行了拟合和参数分析。结果表明:多层吸附的Guggenheim-Andersen-de Boer(GAB)模型能够更好地描述水泥基材料中水蒸气的吸附(脱附)平衡以及吸附-脱附滞回,吸附过程的第1层吸附能常数大于脱附过程的,但单层吸附量小于脱附过程的,吸附-脱附滞回在相对湿度为65%~70%时最大;二阶模型最能够描述水泥基材料中水蒸气的吸附(脱附)动力学过程,二阶模型中的初始吸附速率要明显低于初始脱附速率,两者均随相对湿度的增大而显著增加;速率常数在吸附过程中随相对湿度减小而增大,在脱附过程中则随相对湿度减小而减小。     

正庚烷在5A分子筛上的高温吸附/脱附及扩散性能

用智能重量分析仪(IGA-100)在较高温度下测定了5A分子筛(自制)对正庚烷吸附/脱附等温线及其滞后环;计算TIE庚烷在5A分子筛上的吸附热和吸附、脱附扩散系数,分析了正庚烷在5A分子筛微孔内吸附作用.结果表明:吸附温度升高,正庚烷吸附等温线优惠程度明显降低,有吸附滞后环;在523 K下,5A对正庚烷的平衡吸附量为0...     

不同介质下物理法活化制备兰炭基活性炭实验研究

以粒径小于6mm的废弃兰炭末为原料,高温下分别用水蒸气和CO2为介质活化制备兰炭基活性炭。采用碘吸附实验、N_2吸附/脱附实验和SEM等手段对成品的孔隙结构进行表征,比较了不同温度下活化介质对成品孔隙形成过程的影响,并分析了活化机理。结果表明:水蒸气活化速率更快,在温度较低时反应就能充分进行。随着活化温度的升高,两种活化介质制备活性炭的碘吸附值先增加后减小,收率均降低;N_2吸附/脱附实验表明,两种吸附等温线均符合I型吸附曲线的特征,成品微孔发达并含有中、大孔,900℃和1 000℃分别是水蒸气和CO_2活化过程的最佳温度,CO_2活化效果更好,成品的微孔比表面积和微孔体积低,平均孔径更大;机理分析表明,随着活化温度上升,先持续发生径向造孔作用,再发生横向扩孔作用,径向活化是活性炭形成发达微孔的主要控制过程。     

正己烷在5A分子筛上高温吸附/脱附及扩散性能

采用智能质量分析仪IGA,在较高温度(150—300℃)下,测定5A分子筛对正己烷的吸附/脱附等温线,考察吸附温度对吸附等温线的影响,研究改性5A分子筛的二次孔结构与正己烷吸附/脱附及扩散性能的关系。结果表明:5A分子筛对正己烷的吸附等温线随着吸附温度的升高优惠程度逐渐降低,在300℃下,5A分子筛对正己烷吸附等温线接近线性,压力从14 kPa降至1.4 kPa,被5A分子筛吸附的正己烷可脱附出45.95%;在200℃下,改性5A分子筛(5A-11)对正己烷的脱附质量比是未改性(5A-1)的3.5倍;正己烷在5A-11分子筛上的脱附扩散系数为8×10-13m2/s,约是未改性的20倍;5A-11分子筛拥有较小的二次孔孔径和较为合理的大孔分布,使其对正己烷有着良好的脱附性能。     

饱和ATP为原料合成多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备与表征

研究以饱和ATP吸附材料为合成沸石分子筛的硅源,采用双模板法,用四丙基氢氧化铵(TPAOH)为微孔模板剂和十六烷基三甲基溴化烷(CTAB)为介孔模板剂直接合成多级孔ZSM-5沸石分子筛,通过XRD、SEM、比表面积及孔径分析仪进行N2吸附-脱附等手段对多级孔ZSM-5沸石分子筛表征测试分析。结果表明,饱和ATP吸附材料在180℃下,水热提纯12 h获得硅源,再加入TPAOH和CTAB进行初始凝胶反应,后移入水热反应釜中,控温180℃,水热晶化反应15 h,即得多级孔ZSM-5沸石分子筛。     

饱和ATP为原料合成多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备与表征

研究以饱和ATP吸附材料为合成沸石分子筛的硅源,采用双模板法,用四丙基氢氧化铵(TPAOH)为微孔模板剂和十六烷基三甲基溴化烷(CTAB)为介孔模板剂直接合成多级孔ZSM-5沸石分子筛,通过XRD、SEM、比表面积及孔径分析仪进行N2吸附-脱附等手段对多级孔ZSM-5沸石分子筛表征测试分析。结果表明,饱和ATP吸附材料在180℃下,水热提纯12 h获得硅源,再加入TPAOH和CTAB进行初始凝胶反应,后移入水热反应釜中,控温180℃,水热晶化反应15 h,即得多级孔ZSM-5沸石分子筛。     

天然丝光沸石的化学处理及其对氨吸附动力学的影响

本文用流动重量法测定了氨在岱石口天然丝光沸石(ONM)及其两种化学处理样品——酸处理样品〔HNM(A)〕铵型沸石焙烧脱氨而得的脱阳离子型沸石(HNM)——上的吸附动力学曲线.与ONM相比,氨在HNM和HNM(A)上的吸附动力学特性均有所改善,且以HNM的吸附动力学特性为最佳.测定了40℃下氨在HNM上的吸附等温线,并用Dubinin方程进行了拟合;考察了按交换度、铵型沸石焙烧脱氨的温度和时间对氨在HNM上的吸附动力学影响;用氨程序升温脱附法(TPD)测定了不同焙烧温度下制得HNM的表面酸度,表明ONM改造成HNM后强酸中心增强.     

水在沸石上的脱附动力学

本文研究了水在沸石上的脱附特性,提出了脱附动力学模型。用实测的脱附动力学数据进行拟合,得出了脱附速率常数和脱附表观活化能。并根据水在吸附柱内脱附的实测数据,得出了脱附温度和气速与脱附时间的关系。     

复合功能树脂NXD-2对水中邻苯二甲酸单丁酯的去除性能

酞酸单酯是水体环境中一类新型的环境激素污染物。以含叔胺基的复合功能树脂NXD-2为吸附剂,以邻苯二甲酸单丁酯(MBP)为目标污染物,通过吸附等温线、热力学、动力学和柱吸附脱附实验,考察了NXD-2对MBP的吸附性能。研究结果表明,NXD-2对MBP的吸附以氢键作用为主,在288~313 K的温度范围内,平衡吸附量随温度的升高而升高;升高温度有利于加快NXD-2对MBP的去除速率。柱吸附脱附研究表明,在进水浓度为300mg·L-1的高浓度条件下,吸附出水的前100 BV中,溶液中MBP的浓度低于检测限(10-g·L-1),说明NXD-2对MBP具有较高的处理深度;同时NXD-2具有较好的脱附效果,脱附体积达到20 BV时,脱附率接近100%。因此,复合功能树脂NXD-2作为一种吸附剂,在水体中酞酸单酯的去除方面具有良好的应用前景。     

Effects of capillary condensation on adsorption and thermal desorption dynamics of water in zeolite 13X and layered beds

The effects of capillary condensation on the adsorption and thermal desorption dynamics of water in zeolite 13X beds and layered beds with zeolite 13X/silica gel or zeolite 13X/alumina were experimentally and theoretically studied. As the equilibrium isotherm of water on zeolite 13X pellet was found to be most favorable at a low relative humidity and indicated capillary condensation at a high relative humidity, it was possible to construct a non-isothermal model that included capillary condensation and that could successfully predict plateaus of temperature and concentration profiles in thermal regeneration. In adsorption breakthrough, by using a feed in the capillary condensation range of the isotherm on zeolite 13X, the breakthrough curve showed a shock wave in the low concentration and a proportionate pattern in the high concentration. In thermal desorption breakthrough, the desorbed water at the upper part of the bed was re-adsorbed at the lower part of the bed, and that re-adsorption mainly occurred in the capillary condensation range of the isotherm. Therefore, even though an adsorption was performed at a feed in the favorable range of the isotherm, and could be well predicted with type I isotherm, its desorption dynamics should be predicted by using the isotherm model with its consideration of capillary condensation. The layered bed with silica gel or alumina did not have any advantage over the zeolite 13X bed with respect to adsorption breakthrough performance. However, compared to the zeolite 13X bed, the complete regeneration time in the layered bed was drastically shortened due to a greater variation of the amount of equilibrium adsorption of water under temperature on both silica gel and alumina. In addition, since an increase in temperature led to a greater decrease of the amount of equilibrium adsorption of water on silica gel than on alumina, a layered bed with silica gel obviously could be regenerated more efficiently than a layered bed with alumina.     

MIL-101(Cr)开式吸附性能实验

采用水热合成法制备水热稳定金属有机骨架MIL-101(Cr),基于太阳能吸附式空气取水选取不同的实验工况,将MIL-101(Cr)、细孔硅胶作为研究对象,相对湿度控制在50%、温度范围5～45℃条件下,测试并对比了MIL-101(Cr)与细孔硅胶的吸附性能。实验表明,35℃、50%RH条件下,吸附过程进行1000min,MIL-101(Cr)水吸附量为22.05g/100g,其吸附量相比细孔硅胶提高93%左右;当系统平衡时,MIL-101(Cr)有效平均吸附速率相比细孔硅胶提高120%左右。此外,在相对湿度（RH）50%、温度范围5～45℃条件下,MIL-101(Cr)的平衡吸附量在11.40～23.47g/100g之间。在所控温度下,MIL-101(Cr)在25℃时平衡吸附量最大,在5℃时平衡吸附量最小,25℃时MIL-101(Cr)的平衡吸附量相比5℃时提高106%左右。该实验可以为四季工况不同温度下MIL-101(Cr)用于太阳能吸附式空气取水提供基础数据。     

高效太阳能吸附式空气取水器吸附剂

提供一种高效的空气取水器吸附剂,它以超大孔分子筛MCM 41为基质,复合吸湿性无机盐CaCl2而形成复合物。实验表明,该吸附剂最大吸附水能力达175%,比分子筛和硅胶高130%—150%,比硅胶和CaCl2复合物高85%,吸附速度较其也有很大提高;同时,在较低的脱附温度约80℃,可脱附90%以上的总吸附水量,每kg吸附剂可脱附水量高达1.6kg,是理想的空气取水器吸附材料。     

可低温驱动的凝胶复合吸附剂的制备及吸/脱附性能研究

以丙烯酰胺单体、碳纳米管和无水氯化锂为原材料,通过原位聚合法制备了一种新型复合吸附剂,该吸附剂呈水凝胶形式。采用扫描电子显微镜和同步热分析仪对吸附剂进行表征,并用恒温恒湿箱测试了复合吸附剂的动态吸附/解附性能以及平衡吸附性能。研究表明,凝胶复合吸附剂在25℃和75%RH下,平衡吸附量高达1.75 g/g,是硅胶基复合吸附剂的2.5倍以上;并在45℃环境中解吸出70%的吸附水量;采用线性驱动力模型拟合计算了相同工况的动态吸附速率,与国内外其他复合吸附剂相比,本文吸附剂的吸附速率系数和吸附量均有很大提升。     

分子筛对丙烷和丙烯的吸附脱附性能

碳氢化合物(HC)捕获器是解决汽车冷启动问题的有效途径,分子筛作为碳氢化合物捕获剂的应用越来越受到重视。以丙烷和丙烯混合气为探针分子,利用瞬态应答(TSR)和程序升温脱附(TPD)技术,对4种类型分子筛的HC吸附脱附能力进行研究。结果表明,β-2分子筛的丙烷和丙烯脱附温度较高,分别为422℃和450℃,吸附量3.24 mL·g~(-1),ZSM-5-3分子筛的丙烷和丙烯脱附温度为130℃和127℃,碳氢化合物吸附量为7.87 mL·g~(-1)。     

HZSM-5分子筛上吸附苯和甲醇的TPSR-MS研究

对不同硅铝比HZSM-5分子筛进行程序升温表面反应-质谱(TPSR-MS)实验和原位程序升温氧化(TPO)。结果表明,苯在HZSM-5分子筛上于60℃下吸附后程序升温脱附的过程中检测到乙烯,硅铝比越低,检测到的乙烯越多,HZSM-5分子筛上的残碳量越大。甲醇在HZSM-5分子筛上于60℃下吸附后程序升温脱附的过程中检测到甲苯,但未检测到苯,硅铝比越低,检测到的甲苯量越大;同时检测到氢气,硅铝比越低,氢气量越小,TPO检测到的残炭量越小。吸附温度越高,甲醇越易转化成甲苯。     

沸石ZSM-5吸附回收低浓度煤层气中CH4

利用高硅疏水性沸石ZSM-5吸附回收低浓度煤层气中的甲烷,对其吸附平衡、吸附动力学以及真空变压吸附分离过程进行了理论和实验研究。通过重量法和穿透曲线法测定了CH₄/N₂单组分及双组分的竞争吸附平衡数据,并采用Multisite Langmuir吸附等温线模型对其进行拟合。结合CH₄和N₂稀释穿透曲线实验数据和等温无动量损失的双分散二级孔结构扩散模型,获得CH₄和N₂在沸石ZSM-5上的微孔扩散系数。建立并求解包含质量、动量及能量传递的固定床吸附分离模型方程,预测了CH₄和N₂在沸石ZSM-5上的竞争吸附穿透曲线。进一步采用ZSM-5吸附剂填充床单柱四步真空变压吸附实验考察了进料浓度、进料流速、进料时间以及吹扫比对分离效果的影响。结果发现沸石ZSM-5对CH₄具有较好的选择性,沸石晶粒内的微孔扩散为吸附速率控制步骤,真空变压吸附工艺可将模拟煤层气中20%的CH₄提纯至31%～41%,回收率为93%～98%。     

硅源对ZSM-5分子筛合成和催化性能的影响

为了考察硅源对ZSM-5分子筛合成和催化性能的影响,分别采用白炭黑、硅胶、硅溶胶和单分散SiO₂为硅源合成ZSM-5分子筛,对合成的ZSM-5分子筛进行XRD、SEM、BET和NH₃-TPD表征,并以C₄烯烃为原料评价合成的ZSM-5分子筛的催化裂解性能。结果表明,以硅溶胶为硅源合成的ZSM-5分子筛具有较好的结晶度和催化活性。水热处理使分子筛酸量减少,孔容缩小,改善了分子筛的乙烯丙烯选择性。经600 ℃水热处理4 h的ZSM-5分子筛在常压、580 ℃和空速9 h^-1反应条件下,丁烯催化裂解为乙烯和丙烯平均转化率为90.2%,乙烯和丙烯总收率达61.1%。     

以低温固相碱熔活化高岭土为原料合成ZSM-5分子筛

以天然矿物高岭土为主要硅铝原料,经低温固相碱熔活化后,在常规水热条件下合成ZSM-5分子筛,考察m(高岭土)∶m(氢氧化钠)、碱熔温度及碱熔时间等因素对高岭土活化效果的影响。采用XRF、XRD、FT-IR和N2-吸脱附等对不同样品进行表征。结果表明,在m(高岭土)∶m(氢氧化钠)=1∶1.5、碱熔温度250℃和碱熔时间30 min条件下,可以实现高岭土完全活化。该活化方式不仅降低了活化温度,且能在极短时间内提高高岭土活性。以最适宜低温固相碱熔活化条件下所得活性硅铝物质为主要原料,硅溶胶为外加硅源,采用水热法合成高相对结晶度的纯相ZSM-5分子筛。与工业ZSM-5分子筛相比,合成ZSM-5分子筛具有更大的比表面积和孔容。     

多壁碳纳米管嵌入13X/MgCl2复合吸附剂的性能实验

配制了将不同含量的多壁碳纳米管（MWCNT）加入复合吸附剂13X/MgCl₂中制成的新型复合吸附剂,并对其吸附、脱附和导热性能进行了测试。实验结果表明：新型复合吸附剂在闭式200℃脱附完成后,新型复合吸附剂的吸附残余量随着MWCNT含量的升高而减小,13X的吸附残余量是MWCNT含量最高的13X/MgCl₂/MWCNT（CNT-5）复合吸附剂的吸附残余量的2倍,虽然MWCNT的加入不会对13X/MgCl₂复合吸附剂在室温下的吸附性能有影响,CNT-5在开式、闭式的平衡吸附量可以达到0.52 g·g^-1和0.38 g·g^-1,分别是13X吸附量（0.24 g·g^-1）的2.2和1.6倍,但新型复合吸附剂可以脱附更多的水蒸气。新型复合吸附剂的热导率随着MWCNT含量的增大而升高,CNT-5的热导率可以达到0.265 W·m^-1·K^-1,是13X热导率的4.9倍。