介孔纳米羟基磷灰石对刚果红染料吸附性能的研究

以氯化钙、磷酸氢二铵、十六烷基三甲基溴化铵为原料,采用水热合成工艺制备了介孔纳米羟基磷灰石,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和比表面积分析仪对其进行物相、形貌和结构进行表征,然后着重研究了介孔纳米羟基磷灰石在各种不同条件下对刚果红染料的吸附性能。结果表明：介孔纳米羟基磷灰石的微观形貌为针棒状,比表面积为29.7376m²/g,平均孔径为41.558nm,孔体积为0.325196cm³/g。介孔纳米羟基磷灰石材料对刚果红染料具有较好的吸附性能,当溶液pH为7时,介孔纳米羟基磷灰石对刚果红吸附效果最好,最大吸附量可达183.77mg/g。通过模型拟合可知介孔纳米羟基磷灰石对刚果红的吸附过程符合准二级动力学模型和朗格缪尔等温吸附模型,属于自发的吸热过程。因此,介孔纳米羟基磷灰石可以作为绿色生物吸附剂用于染料的吸附。     

具有染料选择性吸附的杂多酸季铵盐制备与性能研究

目的:制备磷钼钒杂多酸季铵盐,并且在模拟废水中对亚甲基蓝和甲基橙染料的吸附性能进行探索。方法:采用多种不同比的钼酸钠、磷酸氢二钠、偏钒酸钠和四丁基溴化铵的溶液,通过红外光谱、XRD、氮气吸脱附、SEM等对杂多酸季铵盐进行表征和结构分析。结果:制备得三种磷钼钒杂多酸季铵盐。结论:三种杂多酸季铵盐(C_(16)H_(36)BrN-PMo_5V_(10)(PMo_5V_(10)),C_(16)H_(36)BrN-PMo_9V_(3.2)(PMo_9V_(3.2))和C_(16)H_(36)BrN-PMo_(11)V_1(PMo_(11)V_1))对亚甲基蓝的吸附量分别为19.326 8、117.302 6和14.487 7 mg·g~(-1),PMo_9V_(3.2)具有优秀的亚甲基蓝选择性吸附效果。     

纳米孔聚丙烯酸-活性炭复合材料的制备及吸附性能研究

首先制备出高比表面积(1000m2/g)、平均孔径在50nm的稻壳基活性炭为无机相,聚丙烯酸为有机相,制备纳米孔聚丙烯酸-活性炭复合材料,并测试其对氯噻酮的吸附.发现使氯噻酮达到最大吸附值约320cm3/g的实验参数是聚丙烯酸与活性炭质量比在1:1左右,用超声波振荡仪振荡20h,在75℃聚合反应12h,用氯仿洗涤去除未反应单体,80℃烘干10h.这种纳米孔聚合物-无机复合材料结合两者优点,在医药领域和污水净化处理等方面具有广阔的应用前景.     

吸附剂对三氯乙烯的吸附及解吸

对目前工业上吸附法脱除三氯乙烯存在的缺点，实验测定了几种吸附剂夺三氯乙类的吸附，并提出了可应用于工业的新的再生方法，测定了该方法的再生条件及再生效果，为工业化提供可靠的实验数据。     

功能化介孔吸附剂的制备及其对银离子吸附性能的研究

以F127和CTMABr为模板剂,采用一步法经水热合成了巯基(-SH)修饰的新型介孔吸附剂,并将其应用于水溶液中Ag 的去除研究.分别考察了初始pH值、振荡时间、Ag 初始浓度和金属离子竞争对介孔吸附剂性能的影响.结果表明,在pH 5～6的范围内该吸附剂Ag 吸附量最大(Q=2.998mmool/g),其吸附机理是巯基(-SH)与Ag 的离子交换和配位化学吸附反应.在Cu2 、Ni2 、Co2 和pb2 等竞争性金属阳离子存在的情况下,Ag 去除率仍然高达90%以上.该介孔吸附剂对Ag 具有较高的吸附效率,其吸附符合Langmuir模型.     

介孔碳材料对染料大分子的吸附性能研究

采用嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO,F127)和聚二甲基硅氧烷-聚氧乙烯(PDMS-PEO)为混合模板剂制备了有序介孔碳材料,并采用小角X射线散射(SAXS)和氮气吸附/脱附对其结构进行了表征,进一步研究了上述介孔碳材料对甲基橙、亚甲基蓝和碱性品红3种染料大分子的吸附性能。     

电纺Al2O3纳米纤维毡的制备及染料吸附脱色性能

以异丙醇铝(AIP)为前驱体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为聚合物模板,结合溶胶-凝胶、静电纺丝和高温煅烧的方法制备了Al2O3纳米纤维毡,研究了煅烧温度对Al2O3纤维毡的形貌、孔隙结构和吸附脱色性能的影响,并探讨了其吸附脱色机理和循环再生性能.结果表明,制得的Al2O3纤维毡具有较好的结构形貌和均匀的纤维直径,经800℃煅烧后的Al2O3纤维毡的BET比表面积约为82.7 m2/g,对活性红X-3B和酸性安诺赛特黄TB染液的吸附率分别高达72％和93％,这归因于二者之间的静电作用,并且该Al2O3纤维毡具有良好的循环稳定性和可靠性.因此,电纺Al2O3纤维毡在染料废水的吸附脱色方面具有潜在的应用前景.     

三维有序大孔铜基吸附剂的制备及除碘性能

分别采用胶晶模板法和溶胶-凝胶法制备了具有三维有序大孔(3DOM)结构和无3DOM结构的铜硅复合物。通过静态实验评价了复合物对气态碘的吸附性能。采用SEM、TEM、XRD、热重仪对吸附碘前后的样品进行了表征,并对其进行了N2等温吸附脱附测试。结果表明:所制备的3DOM铜硅复合物三维孔道结构规整;与无3DOM结构的铜硅复合物及商品纳米铜粉相比,3DOM铜硅复合物对气态碘的吸附性能明显提升,这主要归功于其发达的孔道结构、大的比表面积和纳米尺寸晶粒。这一研究为开发新型高效的碘吸附剂提供了很有价值的依据。     

微乳液原位制备磁性壳聚糖纳米粒子及其对染料的吸附性能

利用环己烷/正己醇、壳聚糖、Fe2+/Fe3+盐和Triton X-100组成的W/O微乳体系中加NaOH溶液沉淀剂,原位制备磁性壳聚糖纳米粒子,并经乙二胺改性(EMCN),用于吸附酸性橙12(AO12)和酸性橙10(AO10)。利用透射电镜、X-射线衍射、红外等对产物进行了表征。结果表明,EMCN分散良好,粒径15 nm~40 nm,饱和磁化强度25.6 emu/g。AO12和AO10最佳pH值分别为4.0和3.0;吸附速率很快,平衡时间40 min~60 min。吸附平衡用Langmuir模型拟合最好,饱和吸附容量分别为AO12 2.81 mmol/g,AO10 1.82 mmol/g。由D-R模型计算E值(14.95 kJ/mol~18.54 kJ/mol)表明以化学吸附为主。EMCN可用NH4OH/NH4Cl(pH10.0)溶液再生。     

Mn-Al双金属氢氧化物的制备及其除氟性能

采用共沉淀法制备Mn-Al双金属氢氧化物吸附剂,优化了合成条件,并利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)及能谱分析仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、热重分析仪(Thermogravimetric analyzer,TGA)、比表面积分析仪(Brunauer-Emmett-Teller surface area,BET)等对吸附材料进行表征探讨。研究结果表明pH值和共存离子等因素对Mn-Al双金属氢氧化物吸附剂除氟效能有一定的影响,在pH为6时,达到最大吸附容量,为44.15mg·g-1,氯离子和硝酸根离子能够提高吸附剂除氟效率,磷酸根离子与氟离子有一定的竞争吸附。     

一种太阳能吸附制冷用复合吸附剂的研究

利用分子筛巨大的比表面积以分子筛为载体通过浸泡CaCl2溶液的方法制备复合吸附剂,在模拟实际使用条件下,对不同浓度CaCl2溶液制备的复合吸附剂的吸附、解吸性能进行了测定.并将吸附解吸性能最好的复合吸附剂在自制的模拟制冷装置上进行了制冷实验.结果表明,复合吸附剂具有良好的吸附、解吸性能,最大吸附量达46.93%,在自制模拟装置上系统COP达0.25,SCP为0.078w/g,符合太阳能吸附制冷的要求.     

硫氰基功能化空心二氧化硅微球的一步法制备及其吸附性能研究

在乙醇/水介质中,以分散聚合法制备的聚苯乙烯(PS)微球为模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为共模板,3-硫氰丙基三乙氧基硅烷(TCPTES)为前驱体,氨水为催化剂,通过一步法成功地制备了硫氰丙基功能化的空心SiO2微球(TC-HSSs)。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重(TG)、红外光谱(FT-IR)、全自动比表面积及孔隙度分析仪(ASAP)以及原子吸收光谱(AAS)等手段对所制备的TC-HSSs的结构和性能进行了研究。结果表明,制备TC-HSSs的最佳条件是:氨水体积为1.5mL,反应温度为50℃,PS、TCPTES的质量比为1/12。所制备的TC-HSSs粒径在710~810nm,壁厚在70~120nm。最佳条件下制备的TC-HSSs的比表面积为152m2/g,孔径主要分布在3~7nm,孔体积为0.74cm3/g,且分散性较好。该材料对Pd2+粒子具有较高的吸附量(358.82mg/g)。     

氯化钙/膨胀硫化石墨复合吸附剂非平衡吸附性能

研究中采用膨胀硫化石墨作为基质,研制了一种新型氯化钙复合吸附剂,研究中测试了氯化钙复合吸附剂的非平衡吸附性能。研究表明：当冷凝温度由25℃变化到35℃,蒸发温度由-10℃变化到15℃时,密度为400kg/m3、质量分数为80%的氯化钙复合吸附剂样品的吸附量变化范围是0.4015kg/kg~0.4585kg/kg,与采用膨胀石墨为基质的复合吸附剂相比,吸附量变化不大。实验中氯化钙/膨胀硫化石墨的吸附/解吸时间约为3300s,与采用普通膨胀石墨相比,循环时间缩短了33%。在冷凝温度为30℃条件下,密度为400kg/m3、质量分数为80%氯化钙复合吸附剂最大SCP(单位质量吸附剂制冷功率)为65.75 W/kg,与采用普通膨胀石墨相比,SCP提高了48%。     

吸附式制冷系统传热传质的简化分析及吸附床的设计

近年来，围绕解决阻碍吸附式制冷系统走向市场的技术问题展开了许多研究，研究结果表明，采用经济实用又能改善传热传质的吸附床比较关键。本文对吸附床的传热传质做了简化分析，并对各种吸附床进行比较，在此基础上设计了一种新型的吸附床。     

复合吸附剂麦饭石-壳聚糖的制备及对Zn2+的吸附性能

含重金属离子的废水对人体和环境有极大的影响,采用吸附法对其进行处理,效果较好,但成本高,不易推广.为此,利用麦饭石负载壳聚糖制备了一种价廉的复合吸附剂.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征,研究了不同pH值、不同吸附时间、不同吸附剂投加量对复合壳聚糖吸附Zn2+的影响.结果在pH值为6～8、吸附时间为40 min、复合吸附剂的投加量为4.0 g/L的条件下,复合吸附剂对Zn2+的吸附率达到95%以上,达到国家污水综合排放标准.通过对试验数据运用相关数学模型拟合,复合吸附剂对Zn2+的吸附符合Langmuir吸附等温式,其相关系数R2为0.965 1.因而复合吸附剂麦饭石-壳聚糖可有效地处理含锌废水.     

埃洛石原料无模板法制备高比表面积介孔氧化硅及其在亚甲基蓝吸附中的应用

采用无模板法, 以天然的矿物原料制备介孔材料是一种经济有效的制备方法。本研究利用“煅烧-沸石化-酸处理”工艺制备高比表面积的介孔氧化硅颗粒。研究发现,通过长时间的碱处理将煅烧埃洛石转化为沸石,随后通过酸处理,可制备出比表面积高达767 m²/g的介孔氧化硅材料。该工艺机理为: 850℃煅烧使埃洛石转变为无定型态的Si-O-Al网络结构,煅烧埃洛石在长时间的水热碱处理过程中转化为结晶态的LTA沸石硅铝酸钠,在随后的强酸性环境下,沸石的Al-O和Na-O成分被完全溶解,而残余的Si-O纳米碎片在酸环境中相互聚合,生成无定形态的介孔氧化硅颗粒。本实验制备的介孔氧化硅比表面积高达767 m²/g,最可几孔径为5 nm,其亚甲基蓝平衡吸附量可达741 mg/g,表明其在污染物吸附中具有良好的应用潜力。     

离子液体辅助纳米纤维素吸附剂的制备及其吸附性能

以脱脂棉纤维素(Cellulose,Ce)为原料,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,使用酸性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO₄)为溶剂和水解催化剂对纤维素进行水解和改性,然后对改性纤维素进行高压均质处理制备出纳米纤维素吸附剂(AA/AM-g-NC)。对AA/AM-g-NC的结构和性能进行表征,并以亚甲基蓝为吸附质研究了对AA/AM-g-NC的吸附性能。结果表明,离子液体辅助高压均质处理脱脂棉后得到纤丝交联网状结构的AA/AM-g-NC吸附剂。这种吸附剂的晶型保持了纤维素Ⅰ型结构,结晶度略有提高;AA/AM-g-NC吸附剂表面接有丙烯酸和丙烯酰胺官能团,对亚甲基蓝的吸附受pH值的影响且为自发放热过程,并符合Langmuir吸附等温式;吸附过程接近准二级动力学方程,由颗粒的内扩散和表面扩散共同控制。     

Ce-Doped Smart Adsorbents with Photoresponsive Molecular Switches for Selective Adsorption and Efficient Desorption

Achieving efficient adsorption and desorption processes by controllably tuning the properties of adsorbents at different technical stages is extremely attractive. However, it is difficult for traditional adsorbents to reach the target because of their fixed active sites. Herein, we report on the fabrication of a smart adsorbent, which was achieved by introducing photoresponsive azobenzene derivatives with cis/trans isomers to Ce-doped mesoporous silica. These photoresponsive groups serve as “molecular switches” by sheltering and exposing active sites, leading to efficient adsorption and desorption. Ce is also doped to provide additional active sites in order to enhance the adsorption performance. The results show that the cis isomers effectively shelter the active sites, leading to the selective adsorption of methylene blue (MB) over brilliant blue (BB), while the trans isomers completely expose the active sites, resulting in the convenient release of the adsorbates. Both selective adsorption and efficient desorption can be realized controllably by these smart adsorbents through photostimulation. Moreover, the performance of the obtained materials is well maintained after five cycles.     

基于数据中心余热回收的硅胶-水吸附式制冷系统的实验研究

数据中心蕴含丰富的低温余热资源,若将硅胶-水吸附式制冷机组运用于数据中心余热回收且给水冷背板系统提供冷量满足服务器CPU直接水冷的要求及水冷背板的需求,将具有显著的节能效果。本文针对45～60℃的低温热源,对吸附式制冷机组进行实验,测量换热流体在不同工况下的温度,结果表明:硅胶-水吸附式制冷机组能够将23℃的冷冻水降温至20℃以下,产生1.28～4 kW的制冷量,系统COP在0.22～0.51之间。若提高热水温度,降低冷却水温度以及适度提高冷冻水温度可使硅胶-水吸附式制冷机组提供更多的冷量,节能效果更佳。