Adsorption equilibrium for Z-ligustilide on C18-bonded silica from supercritical carbon dioxide

Adsorption equilibrium is of great importance for the preparative supercritical fluid chromatography(pre-SFC) in defining supercritical adsorption behavior and the industrial amplification.This paper presents adsorption isotherms of Z-ligustilide from supercritical carbon dioxide(SC-CO_2) on C18-bonded silica.Adsorption behavior was studied at 305.15 K,313.15 K and 323.15 K with SC-CO_2 density varying from 0.687 g·cm~(-3) to0.863 g·cm~(-3) with the elution by characteristic points(ECP) method.The adsorption amount of Z-ligustilide from SC-CO_2 on C18-bonded silica decreased with the increasing density of the mobile phase as well as the increasing temperature.Adsorption equilibrium data were fitted by Langmuir and Freundlich isotherm models,and the Langmuir isotherm model performed better for describing the whole adsorption process on the column.The monolayer saturation adsorption capacity of Z-ligustilide is in the range of 3.0 × 10~(-4) mg·cm~(-3) to5.5 × 10~(-4) mg·cm~(-3) with an average value of 4.0 × 10~(-4) mg·cm~(-3).     

Adsorption equilibria of paeoniflorin and albiflorin on cyano-silica column from supercritical carbon dioxide/ethanol

Adsorption equilibria of paeoniflorin and albiflorin on a cyano-silica column(CN column) from the solution of supercritical carbon dioxide(scCO_2) modified with ethanol were studied. The adsorption capacity at 308.15 K,313.15 K, 318.15 K and 323.15 K under pressures corresponding to carbon dioxide/ethanol densities from0.347 g·cm~(-3) to 0.662 g·cm~(-3) were determined using the elution by characteristic point method(ECP). The effects of temperature and pressure on the solute loading were investigated. The results showed that the lower the temperature, the higher the adsorption capacity. With the decrease of density of scCO2, the adsorption capacity strengthens. The maximum adsorption capacity of paeoniflorin(albiflorin) on the CN column was15.24 mg·ml~(-1)(31.14 mg·ml~(-1)) in the range of 0–1.84 mg·ml~(-1)(0–1.67 mg·ml~(-1)) of paeoniflorin(albiflorin)standard solution. The adsorption capacity of albiflorin was twice as much as that of paeoniflorin under the same conditions. Adsorption data of paeoniflorin and albiflorin could be well described by the Langmuir model and Freundlich model. Compared with the two model fitting results, the adsorption of paeoniflorin and albiflorin belonged to the monolayer adsorption under conditions of 308.15–323.15 K and 10–17 MPa.     

粉煤灰源C-S-H吸附U(Ⅵ)性能及机理

以粉煤灰铝回收过程的脱硅液为原料,通过控制钙硅摩尔比的常规沉淀法制备得到大比表面积介孔C-S-H（401 m²·g^-1）,系统研究了初始浓度、投加量、pH和离子强度对C-S-H吸附U（Ⅵ）过程的影响,以及吸附的热动力学特征,并评价了C-S-H去除实际含铀废水中毒性金属的性能。结果表明,通过控制合成条件实现了低品质硅钙渣向高附加值吸附材料的转变。0.75 g·L^-1 C-S-H在pH 2仍具有较高的平衡吸附容量（q_e=67.9 mg·g^-1）,在富含CO₃^2-的碱性溶液中UO₂（H₂O）₅²⁺转变为UO₂（CO₃）₃^4-不利于带负电的C-S-H表面吸附U（Ⅵ）。当C-S-H投加量升高至2～5 g·L^-1,材料对U（Ⅵ）的吸附去除效率即能维持在相对较高水平（C[U（Ⅵ）]_initial=500 mg·L^-1,去除率88.3%～93.5%）,吸附可在数小时内达到平衡,符合拟二级动力学模型和两阶段Weber-Morris方程模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附机理主要为离子交换（84.6%）和表面络合。材料对含铀废水中的U、Zn、Hg、Mn和Cd均表现出良好的吸附去除性能,因而C-S-H可成为在废水毒性金属去除方面极具应用前景的材料。     

纳米腐殖酸基离子交换复合树脂动态吸附-脱附冶金镍镉废水

系统研究了纳米腐殖酸基离子交换复合树脂在多离子共存体系中对Ni²⁺/Cd²⁺的选择吸附性能。以此为基础,通过多柱串联、饱和吸附、洗脱液套用方法完成了对Ni²⁺、Cd²⁺冶金废水资源化治理研究,用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG-DTA)、X射线光电子能谱仪(XPS)及N₂吸附-脱附分析仪(BET)等物理手段对复合树脂的微观形貌、化学结构、耐热性、元素组分变化及孔径分布进行表征。研究结果表明:纳米腐殖酸基复合树脂对Ni²⁺、Cd²⁺离子具有吸附速度快[0.55～1.50 mg·(g·min)^-1]、交换容量高(Ca²⁺、Mg²⁺共存体系中对Ni²⁺、Cd²⁺吸附容量分别为139 mg·g^-1和148 mg·g^-1)、选择性能好等优点,回收溶液中镍和镉离子浓度和纯度高(分别为45.15 g·L^-1和 39.17g·L^-1,且C_Ni(Ⅱ)/C_total 0.989,C_Cd(Ⅱ)/C_total 0.994);吸附-洗脱200次后,其物理、化学结构性能稳定;断面形貌变化不明显,交换容量基本不变,可重复使用;比表面积、平均孔径及孔容分别为1189.85 m²·g^-1、30.2 nm 和0.96 cm³·g^-1,热稳定性能好;氮含量从16%降至12%、氧含量由26.49%升至29.96%,交换容量由5.38mmol·g^-1升至6.06 mmol·g^-1。     

纳米腐殖酸动态吸附废水中镉离子及其洗脱特性

在静态法研究纳米腐殖酸吸附模拟含镉废水基础上搭建考察模拟含镉废水中镉离子在吸附剂上动态吸附及洗脱特性的吸附柱实验装置,考察镉离子溶液浓度、吸附(脱附)温度、共存离子和进料流速对穿透吸附量和饱和吸附量的影响,运用Thomas模型研究了纳米腐殖酸柱吸附过程动力学机理,测定了再生后纳米腐殖酸的穿透吸附量和饱和吸附量,结果表明:初始镉离子浓度150 mg·L^-1和流速10 ml·min^-1下,其饱和吸附量分别为426.3 mg·g^-1和405.5 mg·g^-1;Thomas模型所得饱和吸附量q_em分别为364.1、436.1和441.9 mg·g^-1;洗脱峰镉离子浓度分别为3.3、12.0和22.0 g·L^-1;共存离子SO₄^2-浓度增加,纳米腐殖酸对镉离子的穿透吸附量和饱和吸附量降低;吸附和脱附均可常温工况进行。经30次吸附和再生后,穿透吸附量和饱和吸附量无明显降低。用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)对纳米腐殖酸吸附再生前、后性能进行表征,结果表明:纳米腐殖酸物化性能稳定,形貌基本无变化,尺度发生一定程度减小,表面及内部的氨基、羟基等对吸附镉离子均发挥有效作用,该材料可满足重复使用。     

碳毡负载Sn气体扩散电极CO2电化学还原性能

针对CO₂电化学还原中气体扩散电极可强化CO₂的传质,基于碳毡制备了负载锡-石墨烯催化层的新型气体扩散电极,研究了CO₂反应条件、电极厚度、催化剂载量及反应电位对CO₂电化学还原性能的影响。实验结果表明：与溶解态CO₂反应条件相比,采用气相CO₂反应条件电化学还原性能更好;一定范围内增加电极厚度和催化剂载量可以增加气-液-固三相反应界面,提升CO₂电化学还原性能;随着电解电位负移,甲酸产量增加,电流效率先增大后减小;实验中使用厚度为5 mm、载量为5 mg·cm^-2的电极,在-1.8 V（vs Ag/AgCl）条件下进行电化学还原时,平均电流密度为（12.79±1.27） mA·cm^-2,甲酸电流效率达到最佳为41.55%±2.50%。     

孔活性炭储存CH4的分子模拟

吸附天然气被认为是未来最具有发展前景的CH₄储存方式之一,其中的关键是寻找合适的吸附剂,使其具有良好的CH₄吸脱附性能。以纳米多孔碳材料作为多孔活性炭的结构,采用巨正则蒙特卡洛（GCMC）和平衡分子动力学（EMD）的方法研究CH₄在纳米多孔碳材料中的吸附和扩散行为,通过考察不同因素的影响,期望获得高的CH₄吸附量和自扩散系数。其中,研究的主要因素有：构成多孔碳材料的石墨片微元的大小、多孔碳材料的不同密度、多孔碳材料的表面基团改性。结果表明：多孔碳材料对CH₄的吸附受石墨片微元种类和混合比例的影响不大;在所研究的多孔碳材料密度范围内,存在最优密度,能够获得最大的CH₄吸附量,此最优密度在0.50 g·cm^-3左右,但是多孔碳材料的表面经羟基修饰后,最佳材料密度发生了偏移,此时最优密度在0.72 g·cm^-3左右;此外,经表面改性后的多孔碳材料吸附量大小顺序为：CH₃ > OH > CO > COOH;对于CH₄在多孔碳材料中的扩散,总体规律是低的密度,并且经过COOH修饰,其CH₄自扩散系数最大。     

MER型沸石吸附分离CO2/CH4的分子模拟

MER型沸石在吸附分离CO₂/CH₄方面展现出良好的工业应用前景,受到广泛关注,但还缺乏理论基础数据。本文采用巨正则蒙特卡洛（GCMC）模拟方法,以全硅MER型沸石作为对照,模拟分析了CO₂/CH₄在Na⁺、K⁺、Cs⁺和Ca²⁺交换的MER型沸石中的吸附分离行为。结果表明：不同阳离子交换的MER型沸石对CO₂和CH₄的吸附符合Langmuir-Freundlich吸附等温线模型,平衡吸附量的大小顺序为：Ca-MER＞Na-MER＞K-MER＞Cs-MER,与沸石的自由体积和比表面积大小顺序一致,且近似成线性关系,选用高价阳离子MER型沸石可以提高吸附量;CO₂和CH₄主要分布在沸石的pau笼中,在d8R笼和ste笼中也有少量分布;骨架外阳离子与CO₂的强吸附作用和独特的八元环窗口孔径是MER型沸石对CO₂/CH₄混合组分表现出超高吸附选择性的原因,吸附选择性高达1000以上。综合吸附量、吸附热和吸附选择性分析指出,Na-MER和K-MER型沸石是优良的CO₂吸附剂。本研究为MER型沸石吸附分离CO₂/CH₄提供了理论依据和实验指导。     

聚丙烯酸钠包覆Fe3O4磁性交联聚合物的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用溶液分散聚合和Ca²⁺表面交联制备了聚丙烯酸钠包覆Fe₃O₄的磁性交联聚合物（CPAANa@Fe₃O₄）,对其进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA等表征。以CPAANa@Fe₃O₄为吸附剂研究了CPAANa@Fe₃O₄对水溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的静态吸附,考察了溶液pH、吸附剂投加量、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明：CPAANa@Fe₃O₄在pH 2～6范围内均具有较好的吸附性能,当吸附剂投加量分别为1.0 g·L^-1和1.6 g·L^-1时对初始浓度分别为200 mg·L^-1的Pb²⁺和100 mg·L^-1的Cd²⁺的去除率达到最大,可使Pb²⁺实现达标排放（GB 8978-1996）;CPAANa@Fe₃O₄对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,对Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为454.55 mg·g^-1和275.48 mg·g^-1。将CPAANa@Fe₃O₄用于处理实际电解矿浆废水,发现能有效吸附其中的Pb²⁺和Cd²⁺,具有潜在实用价值。     

Fabrication of nickel oxide functionalized zeolite USY composite as a promising adsorbent for CO2 capture

Adsorption process is considered to be the most promising alternative for the CO₂ capture to the traditional energy-intensive amine absorption process, and the development of feasible and efficient CO₂ adsorbents is still a challenge. In this work, the NiO@USY (ultrastable Y) composites with different NiO loadings were prepared for the CO₂ adsorption using Ni(NO₃)₂ as the precursor. The composites were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, nitrogen adsorption–desorption test, scanning electron microscopy analysis, and thermogravimetric analysis, and were evaluated for the CO₂ adsorption capacity, CO₂/N₂ adsorption selectivity and CO₂ cycle adsorption capacity. The characterization results show that after the activation at 423 K, the Ni(NO₃)₂ species were well dispersed into the surface of zeolite USY, and after the further activation at 823 K, Ni(NO₃)₂ could be converted into highly dispersed NiO. The adsorption results show that the presence of the active component NiO plays an important role in improving the CO₂ adsorption performance, and the NiO@USY composite with a NiO loading of 1.5 mmol·g^-1 USY support displays a high adsorption capacity and adsorption selectivity for CO₂, and shows a good cycle stability. In addition, the Clausius–Clapeyron equation was used to evaluate the isosteric heat of adsorption of CO₂ on the NiO(1.5)@USY composite, and the heat of adsorption was 17.39–38.34 kJ·mol^-1.     

氨缓冲体系强化高纯重质碳酸锰的制备

以碳酸钠和高纯硫酸锰为原料,通过共沉淀法在氨缓冲溶液中制备高纯重质碳酸锰。当硫酸锰和碳酸钠溶液浓度都为1.5 mol·L^-1、碳酸钠过量系数为110%、溶液pH为8.5、温度为50℃、滴加速率为120 ml·h^-1时,得到的碳酸锰视密度达1.67 g·cm^-3,振实密度达2.15 g·cm^-3。氨缓冲体系增加了溶液的稳定性,抑制了溶液中氢氧化锰和偏氢氧化锰的生成,制备出的高密度碳酸锰形貌趋于球形,粒径分布均匀,D₅₀平均大小为30.32 μm。以本研究制备的碳酸锰为锰原料焙烧得到的四氧化三锰松装密度为1.09 g·cm^-3,振实密度为2.18 g·cm^-3,锰的含量可达71.85%。     

海胆状Fe3O4@TiO2磁性纳米介质对Pb2+的选择吸附特性

耦合溶胶-凝胶技术与水热法,制备具有核壳结构的海胆状Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米介质（sea urchin magnetic nanoparticles,SUMNPs）。采用TEM、SEM等方法对SUMNPs的形貌等性质进行表征,证实该材料呈现出以Fe₃O₄为核,以TiO₂为壳的海胆状结构,壳层直径约400 nm,比表面积高达236.082 m²·g^-1,表面孔径约6.274 nm。SUMNPs对重金属离子选择吸附的结果表明,基于Pb²⁺离子半径大、电子层数多等物化特点,在Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺ 5种金属离子混合体系中,SUMNPs可以高容量、高选择性快速吸附Pb²⁺,而对其他4种重金属离子几乎无吸附活性。单一Pb²⁺吸附可在5 min内快速平衡,平衡吸附容量为283 mg·g^-1。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,SUMNPs对Pb²⁺的最大饱和吸附容量为458.72 mg·g^-1。经EDTA二钠解吸,NaOH再生后的SUNMPs可以重复使用8次以上。SUMNPs对Pb²⁺具备优异的选择性吸附性能,在处理水体铅污染、恢复水体生态领域具有良好的应用前景。     

离子交换树脂对D-甘油酸的吸附热力学和动力学

D-甘油酸是一种重要的甘油衍生物,具有解酒护肝的功能。关于D-甘油酸生产方法的研究已有不少,但对其分离方法及分离机理的研究却鲜见报道。通过静态吸附实验,研究了D-甘油酸在201×7阴离子交换树脂上的等温热力学和动力学特性。结果表明,D-甘油酸在201×7阴离子交换树脂上的最大平衡吸附容量随pH的增加而降低,其吸附等温线符合Freundlich模型。在293~308 K下,吸附焓变为14.77 kJ·mol^-1,表明该吸附过程为吸热过程。升高温度有利于提高吸附速率,但对最大平衡吸附容量影响不大。同时,采用动边界模型描述D-甘油酸在该树脂上的交换行为,分别考察了料液浓度、树脂粒径和温度对交换过程的影响。交换过程的吸附速率随D-甘油酸浓度和温度的增加而增大,但随树脂粒径的增大而减小。研究表明该离子交换过程的速率控制步骤为颗粒扩散过程,交换过程的反应速率常数k₀为1.22×10^-3,反应级数a为0.631,表观活化能E_a为14.90 kJ·mol^-1,并得到了动力学总方程。     

葡萄糖基多孔碳材料对CO2/CH4的分离性能

以淀粉糖（主要成分为葡萄糖）为碳前体,制备了一系列多孔碳材料（C-GLCs-800）,对其进行孔隙结构分析,并应用FT-IR、SEM、TGA对其进行了表征,测定了材料在288、298和308 K下的CO₂和CH₄吸附等温线,根据IAST理论预测了材料对CO₂/CH₄二元体系的吸附选择性。实验结果显示,活化条件对材料的孔隙结构有明显影响,随着KOH/C质量比的增加,所制备的C-GLCs-800比表面积和总孔容先增加后降低。其中C-GLC-800-4的BET比表面积高达3153 m²·g^-1,总孔容为2.056 cm³·g^-1。C-GLC-800-2的窄微孔（V_d<1 nm,孔容0.3538 cm³·g^-1）含量最高,为30.63%。C-GLC-800-2在298 K和10⁵ Pa下对CO₂吸附量高达3.96 mmol·g^-1,明显高于许多传统吸附材料和MOFs材料在相同条件下对CO₂的吸附容量。应用Clausiuse-Clapeyron方程计算了CO₂和CH₄在材料上的吸附热,应用IAST理论计算了CO₂/CH₄的吸附选择性,结果显示C-GLC-800-2对CO₂/CH₄的吸附选择性为8.35。     

碳纳米管-石墨烯气凝胶制备及其对水中乳化油的吸附特性

以改进的Hummers-Offeman法制备出的氧化石墨（GO）与羧基化多壁碳纳米管（CNTs-COOH）为原料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为交联剂,乙二胺（EDA）为还原剂,水热还原法制得羧基碳纳米管-石墨烯复合气凝胶（CGA）。调整GO与CNTs-COOH的质量比获得密度在8.40～14.42 mg·cm^-3之间的气凝胶,并确定在GO：CNTs-COOH=3：1（质量）时得到的气凝胶的机械强度最优。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）对所制备的CGA进行表征,得知GO与CNTs-COOH已成功还原组装成多孔状三维气凝胶结构。以水中乳化柴油作为研究对象,考察CGA样品在不同温度下对乳化柴油的吸附特性。结果表明,CGA的吸附量在前6 min迅速上升,在30 min左右达到吸附平衡,且平衡吸附量随温度升高而增加。吸附过程遵循准二级动力学模型,体系表观活化能为7.10 kJ·mol^-1。利用颗粒内扩散模型分析得出,CGA对乳化油的吸附分为外表面吸附过程和内部孔道吸附过程（内部大孔道吸附、中孔道和微孔道内扩散3个阶段）。     

容量法测量5 A分子筛静态吸附CH4、CO和CO2的研究

采用容量法分别测量CH₄、CO和CO₂在5A分子筛上的等温吸附曲线,探究吸附温度和吸附压力对CH₄、CO和CO₂吸附量的影响。实验结果表明,吸附量随着吸附压力的上升逐渐增大。设定吸附温度在30 ℃、50 ℃和70 ℃时,5A分子筛在30 ℃时对CH₄吸附量最大,为13.60 cm³·g^-1;对CO和CO₂吸附量均在50 ℃时呈现最大值,分别为17.68 cm³·g^-1 和94.38 cm³·g^-1。而吸附温度70 ℃时,对3种气体的吸附量均减小。     

内聚甲醇固定化硫酸盐还原菌小球去除硫酸盐和铬

Cr~(6+)和SO_4~(2-)对生态环境构成严重威胁,制备内聚甲醇为营养源的固定化硫酸盐还原菌小球处理初始Cr~(6+)浓度为100 mg·L-1和初始SO_4~(2-)浓度为200 mg·L-1的废水,探讨内聚甲醇固定化硫酸盐还原菌小球处理含Cr~(6+)和SO_4~(2-)的效果。结果表明,内聚甲醇为营养源的固定化硫酸盐还原菌小球对废水中Cr~(6+)和SO_4~(2-)具有较好的去除效果,对Cr~(6+)和SO_4~(2-)的最大去除量分别达到301.20μg·g-1和1 284.89μg·g-1。SEM分析表明,硫酸盐还原和吸附在其中发挥了重要作用,Cr~(6+)和SO_4~(2-)去除率最高达99.40%和97.49%。内聚甲醇的固定化硫酸盐还原菌小球是一种良好的处理含Cr~(6+)和SO_4~(2-)废水的新型生物吸附剂。     

P123-assisted synthesis of enlarged mesoporous γ-Al2O3 from SB pseudoboehmite sol and its enhanced adsorption performance towards methyl blue

以硝酸解胶的工业拟薄水铝石SB粉溶胶为铝源、三嵌段共聚物P123为结构调节剂,采用溶剂蒸发诱导自组装法成功地制备了甲基蓝吸附性能显著增强的大孔径介孔γ-Al₂O₃。运用XRD、N₂吸附-脱附、TEM和UV-Vis对比研究了水热预处理SB粉溶胶与否对产物结构、织构性质、形貌和甲基蓝吸附性能的影响。结果表明,所制备的大孔径介孔γ-Al₂O₃具有优异的甲基蓝吸附性能并满足Langmuir吸附等温式,吸附300 mg·L-1的甲基蓝溶液60 min和3000 mg·L-1的甲基蓝溶液150 min时,其平衡吸附量分别高达267、1500 mg·g-1,远高于同一条件下SB粉焙烧产物γ-Al₂O₃的平衡吸附量150、1080 mg·g-1;水热预处理能增加产物的比表面积并提高其对甲基蓝的吸附速率,但对其均匀的介孔结构和平衡吸附量无显著影响。本研究为介孔氧化铝用于废水中甲基蓝等染料的吸附提供了新的契机。     

自产气气提与纤维床反应器耦合发酵生产丁醇

采用发酵产物中的二氧化碳（CO₂）和氢气（H₂）作为循环气提气源,对丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum CGMCC 5234）发酵产物进行原位气提,实现丙酮、丁醇和乙醇混合物（ABE）的连续纤维床固定化发酵生产。连续发酵实验进行了12批次共309 h,总溶剂ABE当量浓度为133.3 g·L^-1（其中丁醇 83.5 g·L^-1,丙酮38.4 g·L^-1,乙醇11.4 g·L^-1）,葡萄糖消耗率为1.29 g·（L·h） ^-1,总溶剂ABE产率为0.431 g·（L·h） ^-1,转化率为0.333 g·g^-1,其中丁醇产率为0.270 g·（L·h） ^-1,转化率为 0.209 g·g^-1,发酵液中丁醇浓度控制在8～12 g·L^-1,显著优于游离发酵的结果。气提提取之后冷凝的ABE溶液出现分层现象,其中丁醇相丁醇浓度高达603.7 g·L^-1,极大地减缓后续分离提纯的负担。结果表明,自产气循环气提与纤维床固定化耦合连续发酵生产ABE（特别是丁醇）的工艺具有可行性和竞争力。     

真空制盐两碱净化过程成垢离子的脱除及控制

通过研究卤水两碱法净化过程成垢离子(Ca2+,Mg2+和CO32-)的行为,揭示卤水净化成垢离子脱除与控制的基本规律.研究了"NaOH-Na2CO3"两碱用量对卤水中钙镁离子净化效果及精卤中残留碳酸根离子浓度的影响.研究结果表明,通过优化两碱用量,调控卤水pH值,可以在脱除钙镁离子的同时,实现碳酸根离子的高效利用,控制...