硅胶/分子筛复合物的制备及吸附性能

以硅溶胶为分散剂和粘合剂,在陶瓷纤维纸上浸渍反应生成了高性能的硅胶与分子筛复合物.讨论了硅溶胶浓度、分子筛含量等对复合物吸附性能的影响.光学显微照片显示:分子筛能较好地分散在硅溶胶中.扫描电镜照片显示:分子筛颗粒较均匀地分散在陶瓷纤维纸的表面及空隙中.静态法吸附性能测试结果显示:低湿度下,硅胶/分子筛复合物的吸附性能优于硅胶的;高湿度下,硅胶/分子筛复合物的吸附性能优于分子筛的.     

不同干燥剂转轮的除湿性能

以除湿量和除湿性能系数作为评价指标, 对3个不同干燥剂转轮的除湿性能进行了实验研究。对比分析了处理空气入口温度和相对湿度、处理风速、再生风速、转轮转速以及再生温度对各个转轮的影响, 得到了转轮的除湿量和除湿性能系数的变化趋势。结果表明:在处理侧温度较高的情况下, 聚苯硫醚(PPS)/PPM各半转轮相比PPS硅胶转轮和PPM分子筛转轮, 除湿性能是最好的;PPS硅胶转轮更适用于高湿度工况环境;而处理风速的增大有利于提高PPM分子筛转轮的性能;再生温度从60℃提高到80℃, 3个转轮的除湿量和除湿性能系数增大1倍左右。     

钛改性硅胶块体吸附剂除湿性能研究

采用浸渍沉积法制得钛改性硅胶块体吸附剂.对块体吸附剂的孔结构进行表征;考察了改性硅胶吸附剂动、静态除湿性能以及在吸附/脱附过程中湿度场、温度场的变化.结果表明,改性后的硅胶,其微孔、中孔孔径有所减少,而孔容和比表面显著增大;钛改性硅胶的吸附性能好于硅胶,而脱附能力劣于硅胶;由于钛改性硅胶产生更多的吸附热,吸附时出口气流温度略高于硅胶,而脱附时正好相反.     

吸附床在封闭气流循环中的除湿传质动力学研究

用硅胶和4A分子筛吸附剂进行气流封闭循环实验,对吸附床的除湿传质动力学进行了研究。由湿度随时间的微分规律拟合了吸附床的除湿传质系数与吸附剂表面平衡湿度。除湿传质系数主要受操作条件的影响而随吸附剂种类变化不大,表明吸附床的除湿过程主要受外扩散控制。在层流状态下,吸附床的除湿传质系数随雷诺数近似线性增大。     

干燥剂转轮除湿性能实验研究

以显热效率、潜热效率和除湿性能系数作为评价指标,通过实验比较了硅胶和氯化锂转轮的除湿性能,研究了运行参数(处理空气进口湿度、温度,再生温度,处理风量)对转轮除湿性能的影响。实验研究发现在相同工况下,氯化锂转轮的显热效率、潜热效率均高于硅胶转轮。运行参数中再生温度、处理空气进口湿度对转轮除湿性能影响比较大。氯化锂转轮的最佳再生温度为60℃,硅胶转轮的最佳再生温度为100℃。说明氯化锂转轮更适合采用太阳能、废热等低品位能源作为再生热源。     

除湿空调用高效吸附剂的特性研究

对自制吸附剂 (DH 5 0 ,DH 70 )、硅胶和 13x的除湿制冷性能进行了实验研究。测定了DH 5 0和DH 70吸附剂的吸附等温线 ;对DH 5 0、DH 70、硅胶和 13x用于除湿制冷 (空调 )过程的动态特性进行了研究 ;讨论了吸附量、空气湿度、再生温度、制冷量和单位质量吸附剂的制冷功率对固体除湿空调系统的影响。结果表明 :DH 5 0和DH 70的除湿制冷性能明显优于常规吸附剂 (硅胶和 13x)。DH 5 0和DH 70吸附剂的最大平衡吸附量分别为0 .72 1kg/kg和 0 .73 6kg/kg ;在 10 0℃条件下再生 ,DH 70吸附剂的除湿制冷量是硅胶的 2 .2倍 ,单位质量吸附剂的制冷功率是硅胶 1.9倍 ;在较高再生温度 (2 0 0～ 2 5 0℃ )下 ,DH 5 0吸附剂的除湿制冷量是 13x的 1.3倍 ,单位质量DH 70吸附剂的制冷功率是 13x的 2 .2倍。DH 5 0和DH 70吸附剂具有较宽的温度使用范围 ,既适用于以低位热源驱动的除湿制冷系统 ,也可用于利用汽车尾气 (3 0 0～ 5 0 0℃ )等较高温度热源的场合     

甲苯与水在不同粒径的13X分子筛表面竞争吸附研究

以甲苯作为VOCs代表物,采用固定床吸附含湿甲苯,研究粒径、湿度、温度对13X分子筛吸附容量、吸附时间的影响。从吸附动力学角度出发,采用Yoon-Nelson模型拟合甲苯与水的吸附穿透曲线。结果表明,0.5～1,1.6～2.5,3～5 mm三种粒径在吸附温度40℃,相对湿度RH30条件下平衡吸附容量分别达到19.86,20.41,21.36 mg/g;湿度升高至RH70时,其平衡吸附容量分别降低为0.86,1.78,2.03 mg/g;三种粒径的13X分子筛在湿度相同时,吸附时间与吸附容量随着粒径的增大而增加。RH50条件下,吸附温度由40℃升至80℃的过程中,0.5～1,1.6～2.5,3～5 mm三种粒径的吸附容量分别由12.075,13.577,18.291 mg/g下降至3.083,11.483,12.885 mg/g,相同湿度下,分子筛吸附容量随吸附温度的升高而降低。Yoon-Nelson模型很好地拟合13X分子筛吸附不同湿度VOCs的过程;粒径的改变引起含湿甲苯扩散路径长度的变化,水团簇的形成和路径长度共同影响了水与甲苯的竞争吸附过程,这解释了粒径对多组分吸附结果的影响,并...     

壳聚糖-硅胶复合物对刚果红的吸附性能研究

研究了壳聚糖-硅胶复合物对水溶液中染料刚果红的吸附性能,探讨了吸附剂用量、p H值、吸附时间、温度对吸附性能的影响。实验发现,在p H 5～9之间,对于300 mg/m L的刚果红染料(30 m L),当壳聚糖-硅胶复合物为30 mg时吸附能力最强,去除率超过98%。从动力学分析可知,壳聚糖-硅胶复合物对刚果红的吸附过程符合准二级动力学模型;吸附热力学研究表明,壳聚糖-硅胶复合物对刚果红的吸附符合Langmuir模型,该吸附过程是一个吸热、熵增的自发过程。     

ZSM-5型分子筛对二氧化硫的动态吸附性能

采用ZSM-5型分子筛吸附脱除烟气中的二氧化硫,分析了其动态吸附过程的基本特性,以及硅铝物质的量比、温度、空速等影响因素.结果表明:ZSM-5型分子筛对二氧化硫的吸附符合Langmuir吸附等温线类型,属于单分子层物理吸附.用硅铝物质的量比为38的ZSM-5型分子筛,在温度为25 ℃、空速为700 h-1、入口二氧化硫体积分数为0.3%条件下,测量吸附饱和时间为180 min,饱和二氧化硫吸附容量为0.018 g/g.温度较低、硅铝物质的量比较小、空速较低的条件下,ZSM-5型分子筛对二氧化硫的吸附性能较好.     

多级孔硅铝酸盐的结构特性及其除湿性能

采用水热法制备出具有深度除湿功能（RH<20%）、高饱和吸附量和中低温快速脱附性能（<100℃）的除湿轮用多级孔硅铝酸盐吸附剂。采用N₂-吸附脱附、XRD、透射电镜、FT-IR和NMR等技术表征吸附剂的微观结构;采用动态水汽吸附分析仪（DVS）测试其吸附-脱附性能。结果发现,通过控制制备前体的微晶温度,可调控吸附剂在中低湿度工况下的除湿性能：微晶温度是通过影响吸附剂微观结构中有序介孔和类微孔结构的比例,来影响吸附剂的深度除湿功能;升高微晶温度会提高吸附剂中类微孔和骨架Al比例从而强化其深度除湿能力,但会显著降低介孔有序度及总孔容,削弱其饱和吸附量及脱附性能;过高的类微孔和骨架Al比例会提高吸附剂的脱附再生温度,增大除湿能耗。     

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。     

变色硅胶与ZSM-5沸石分子筛的吸附脱附特性

针对吸附材料在太阳能吸附空调系统中的应用, 对变色硅胶和ZSM-5沸石对水蒸气的吸附脱附特性进行了实验研究。结果表明, 在一定温度下, 两种吸附材料对水蒸气的吸附速率随相对湿度增大而增加, 但增加幅度逐渐减小。环境温度对材料的吸附脱附性能有重要影响, 低温下易吸附, 高温时易脱附。温度升高, 材料的吸附脱附速率增加, 但平衡吸附量降低, 平衡脱附百分比升高。比较两种吸附材料的吸附特性发现, ZSM-5沸石具有较快的吸附速率, 但是其平衡吸附量低于变色硅胶。与变色硅胶的渐近线型吸附等温线不同, ZSM-5沸石的吸附等温线呈S型。比较两种材料的脱附特性发现, 在温度低于100℃时, ZSM-5沸石的脱附百分比大于变色硅胶。此外ZSM-5沸石能够在高温下进行脱附, 而变色硅胶在高温环境下会失去结晶水而变质, 因此脱附温度必须控制在120℃以下。     

NiO/MgO整体式催化剂上甲烷部分氧化制备合成气

甲烷部分氧化制备合成气反应过程具有反应速率快、能耗低和H₂与CO物质的量比适用于合成甲醇及F-T合成等优点,是一种有希望替代传统水蒸汽重整的方法。研究在NiO/MgO蜂窝陶瓷整体式催化剂上的甲烷部分氧化过程,主要考察涂层载体、活性组分Ni含量、涂层载体前驱体、焙烧温度和还原温度对催化剂反应性能的影响。采用XRD、H₂-TPR和N2吸附等表征前驱体及其负载活性组分NiO后的晶相、还原特性和吸附性能。结果表明,采用浸渍法制备催化剂时,Mg(NO₃)₂为涂层载体MgO前驱体,在NiO负载质量分数20%、焙烧温度（500~600） ℃和还原温度750 ℃条件下制备的催化剂NiO/MgO-N性能较好,活性较稳定;以NiO/MgO-N为催化剂,在反应温度800 ℃、n(O₂)∶n(CH₄)＝0.5和空速9 723 h^-1条件下,CH₄转化率94.4%,H₂选择性99.9%,CO选择性92.9%。     

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.     

新型高效复合吸附剂开发及系统仿真

针对一种新型高效复合吸附剂开展了吸附性能实验研究,并假想将该复合吸附剂装填于一固体吸附式空调样机吸附床内进而开展仿真研究。对比研究表明该复合吸附剂不但具有比硅胶强得多的吸附能力,而且再生温度较低。装填该复合吸附剂的吸附式空调不但可以获得比装填纯硅胶时高得多的比制冷功率SCP,而且系统性能系数COP也明显高于纯硅胶系统。     

Experimental Comparison of Various Solid Desiccants for Regeneration by Evacuated Solar Air Collector and Air Dehumidification

In this article, the regeneration and adsorption of different desiccants such as silica gel, activated alumina, and activated charcoal for producing dry air is proposed. The air needed for regeneration was heated in an evacuated tube solar collector with a surface area of 4.44 m². The desiccants were regenerated at temperatures in the range of 54.3–68.3°C. The regeneration performance was greatly affected by the regeneration temperature but depended on the initial moisture content, temperature of the desiccants, and flow rate of regeneration air. Comparison of the performances showed that at high hot air flow rate the regeneration time and adsorption time were shorter for these desiccants than that at low flow rate. Silica gel was observed to perform better at high as well as low flow rates for regeneration and adsorption than activated alumina and activated charcoal.     

硅胶表面上聚酰胺-胺的合成及其对Ag（Ⅰ）的吸附

用硅烷偶联剂对硅胶表面进行氨基功能化,利用氨基与丙烯酸甲酯发生的Michael加成反应和乙二胺与酯进行的交换反应,在硅胶表面合成了聚酰胺-胺（PAMAM-SG）树状大分子,用红外光谱对PAMAM-SG的结构进行了表征。研究了溶液pH、浓度和吸附温度对PAMAM-SG吸附Ag（Ⅰ）的影响。结果表明,溶液的最佳吸附pH值范围为4.0~7.0,吸附速率随时间的增加逐渐降低,随温度的升高有一定升高,在30℃时具有较好的吸附性能,吸附量达59.9 mg/g;各代PAMAM-SG的吸附量大小依次为2.0G〉1.5G〉1.0G〉0.5G〉0G〉-0.5G;吸附容量随浓度的增大而增加,直至平衡。