季铵化壳聚糖掺杂荷正电聚苯乙烯微球复合膜的制备及去除Cr6+研究

利用季铵化反应和乳液聚合法向壳聚糖离子交换膜中引入季铵基团和荷正电的聚苯乙烯微球,表征了膜的结构,研究了离子交换膜的再生性能和吸附工艺条件对水溶液中Cr6+去除能力的影响。结果表明,季铵化和掺杂荷正电聚苯乙烯微球可使膜的阴离子交换能力提高;pH值为5时,用研制的离子交换膜将质量浓度为100 mg/L的K2Cr2O7溶液处理180 min,Cr6+去除率大于95%。     

高岭土/醋酸钠插层复合材料合成NaY分子筛及其对Cr3+离子的吸附性能

以直接插层法制备的高岭土/醋酸钠插层复合材料(KNM)为原料,采用原位晶化技术成功合成出NaY分子筛,研究了KNM的插层率及KNM添加量对NaY分子筛相对结晶度的影响及其在对重金属Cr³⁺离子吸附方面的应用。通过粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、N₂静态吸附法和电子扫描电镜(SEM)等手段对样品进行表征。结果表明：添加KNM能够合成出纯的NaY分子筛(N-NaY);当KNM添加质量分数低于10%时,与未添加KNM合成的NaY分子筛(R-NaY)相比,其相对结晶度均有所提高;随着KNM添加量的增加,N-NaY的相对结晶度先增加后降低;当加入质量分数1%的插层率90%的KNM时,N-NaY的相对结晶度达到最大值47%;相比于R-NaY,其具有较好的孔结构,孔体积为0.35 cm³/g, BET比表面积为486.86 m²/g;在最佳吸附温度20℃、吸附时间30 min、NaY分子筛用量1.0 g时,N-NaY对Cr³⁺离子的吸附率可以达到95%。     

新型掺杂Gemini分子阴离子交换膜的制备与表征

以壳聚糖(CS)和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵为原料制备了季铵化壳聚糖(QCS)。将其与Gemini型阳离子表面活性剂(顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵],简写为G8-2-8)共混后,借助戊二醛(GA)的化学交联作用制得一系列不同配比的QCS/G8-2-8阴离子交换膜。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热失重分析(TGA)分别对该膜的化学结构和热稳定性进行表征,考察了戊二醛和G8-2-8用量对该阴离子膜含水率、离子交换量、机械强度、电导率等性能的影响。结果表明:戊二醛用量的增加可有效降低含水率,提高机械性能;Gemini阳离子分子用量的增加可以降低含水量,增加离子交换量,提高该膜的断裂伸长率。其中,当G8-2-8和戊二醛质量分数为0.3%和3.5%时,复合膜的含水率、离子交换量、断裂伸长率和80℃的电导率分别为208.3%,3.79mmol/g,18.14%和4.10×10-2 S/cm。     

Ca2+和Mg2+对Cr3+聚合物凝胶性能影响实验研究

为进一步探究Ca~(2+)和Mg~(2+)对弱凝胶调驱效果的作用机理,针对渤海某油藏地质特征和流体性质,以黏度、黏弹性、阻力系数、残余阻力系数以及采收率为评价指标,从增黏性、抗剪切性、耐温性、黏弹性、渗流特性和调驱效果等方面着手,开展了Ca~(2+)和Mg~(2+)对弱凝胶性能及其调驱效果影响研究。结果表明,与注入水相比,软化水虽然矿化度较高,但其几乎不含Ca~(2+)、Mg~(2+)二价阳离子,利用其所配制Cr~(3+)聚合物凝胶溶液中的聚合物分子链受阳离子影响较小,聚合物分子聚集体尺寸较大,其增黏性、抗剪切性、耐温性、黏弹性、渗流特性和调驱效果均强于注入水配制Cr~(3+)聚合物凝胶。对海上油田注入用水进行软化处理,即除去水中Ca~(2+)和Mg~(2+),有利于改善Cr~(3+)聚合物凝胶调驱效果,进一步提高原油采收率。     

季铵化壳聚糖催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯

采用化学键合法,将季铵盐分子负载到生物高分子壳聚糖上,制备了季铵化壳聚糖催化剂,并采用傅里叶变换红外光谱对催化剂进行了表征.表征结果显示,季铵盐羟丙基三甲基氯化铵通过共价键与壳聚糖氨基上的氮原子结合.将该催化剂用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯(PC),考察了反应时间、反应压力和反应温度对PC收率和选择性的影响.在反应温度160 ℃、反应时间6 h、催化剂用量1 mmol、环氧丙烷4 mL的条件下,PC的收率达98%、选择性达99%.反应压力对PC的收率和选择性影响不大.催化剂循环使用5次后,PC的选择性变化不大,PC的收率略有下降.     

阳离子对 HPAM/Cr3+弱凝胶性能的影响

为揭示相同价态阳离子对弱凝胶成胶性能的影响规律, 研究了 Mg²⁺、 Ca²⁺、 Na⁺、 K⁺四种常见阳离子对部分水解聚丙烯酰胺（HPAM） /Cr³⁺弱凝胶成胶黏度和稳定性的影响。结果表明, 阳离子浓度过低或过高均会抑制HPAM/Cr⁺体系的成胶; HPAM质量浓度为3 g/L时, 利于HPAM成胶的单一阳离子浓度适宜范围分别为Mg²⁺ 0.4～9 g/L、 Ca²⁺ 1.2～18 g/L、 Na⁺ 9～30 g/L、 K⁺ 16～55 g/L; 阳离子半径越小、 对凝胶成胶黏度和稳定性的影响越大; 四种阳离子对弱凝胶成胶黏度的影响顺序为Mg²⁺>Ca²⁺>Na⁺>K⁺, 对弱凝胶稳定性的影响顺序为Mg²⁺>Ca²⁺、 Na⁺>K⁺。图3参12     

螯合作用对多重乳液中Cr3+释放行为的影响

以W/O/W多重乳液离子的扩散作用和菲克定律为基础,结合实验动力学数据(Cr~(3+)释放率对应时间的关系),建立预测W/O/W多重乳液Cr~(3+)释放速率动力学模型。分别在20℃和60℃下,记录在10 d内三种不同内水相组成的多重乳液的Cr~(3+)释放率随时间的变化。Cr~(3+)释放的过程主要是在熵的驱动下进行的扩散/渗透现象,膜的破裂(合并)可以忽略。在60℃下,与内水相无螯合剂相比,当内水相中存在螯合剂酒石酸钾钠时,释放率由98%显著降低至70%,有效地延缓了Cr~(3+)的释放。实验的动力学数据与基于扩散和螯合作用的W/O/W多重乳液Cr~(3+)释放速率动力学模型一致性较好。     

EDTA对磁性壳聚糖的改性及对Mn2+的吸附性研究

目的 为解决现有水体除Mn²⁺技术条件苛刻、成本高、传统吸附剂回收利用难等问题,通过交联反应和乳化反应分别制备了磁性壳聚糖(CMS)和EDTA改性磁性壳聚糖(EDTA-CMS)两种Mn²⁺吸附剂。方法 采用SEM、FT-IY、XRD等对CMS、EDTA-CMS进行了表征,并考察了CMS、EDTA-CMS在不同实验条件下对Mn²⁺的吸附性能。结果 与CMS相比,在温度为25℃、pH值为6、吸附剂用量为1 g/L、吸附时间为720 min时,EDTA-CMS对Mn²⁺的吸附率更高;CMS、EDTA-CMS对Mn²⁺的吸附过程符合准二级动力学模型,表明化学吸附主要控制着吸附速率;且吸附过程符合Langmuir等温模型,最大吸附容量分别可达95.638 mg/g、119.363 mg/g;循环吸附5次后,EDTA-CMS对Mn²⁺的吸附率为71.47%,仍高于CMS对Mn²⁺的初次吸附率。结论 EDTA-CMS不仅对Mn²⁺     

交联剂对季铵化壳聚糖膜结构与性能的影响

以季铵化壳聚糖为制膜原料,分别以戊二醛和乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,制备2种不同交联剂交联的季铵化壳聚糖膜,考察2种交联膜的含水率、离子交换量、电导率、机械强度等性能。结果表明,使用交联剂后膜的含水率、溶胀度、离子交换量均随交联剂用量的增加而降低,机械强度（拉伸强度和断裂伸长率）随交联剂用量的增加先增大再减小。使用乙二醇二缩水甘油醚为交联剂的季铵化壳聚糖膜,其导电性能、机械性能以及含水率等指标均优于使用相同剂量的戊二醛为交联剂的季铵化壳聚糖膜。     

高温烟气活化生物炭制备活性炭及其Cu2+吸附性能

开发农林废弃生物质高效清洁制备活性炭技术,对于中国实现双碳战略具有重大意义。农林废弃生物质快速热解生成大量生物炭,如何低成本、规模化地将生物炭转化为活性炭是当前的研究热点。以马尾松生物炭为原料,采用N₂/CO₂混合气体模拟循环流化床高温烟气,并通入水蒸气作为活化剂,对生物炭进行活化,制备活性炭。通过单因素实验,探究了水蒸气流量、活化温度、活化时间对活性炭碘吸附值和产率的影响规律,确定了最佳制备条件。采用全自动物理化学吸附仪、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪,对活性炭物化性质和结构进行了表征;考察了p H、吸附时间、活性炭投加量、Cu²⁺初始浓度(质量浓度)对活性炭Cu²⁺吸附性能的影响;采用动力学模型及等温线模型研究了活性炭吸附Cu²⁺的机制。研究表明,最佳制备条件下(高温烟气为100 m L/min、水蒸气流量为0.9 m L/min、活化温度为850°C、活化时间为2.5 h),活性炭产率为7.32%、碘吸附值为1914 mg/g、比表面积为1556 m²     

6Cr/SiO2催化剂上CO2氧化乙烷脱氢制乙烯反应的研究

在常压固定床微反反应器上,对CO2氧化乙烷脱氢制乙烯反应催化剂进行了评价.通过对载体及活性组份的筛选,发现6Cr/SiO2催化剂具有较佳的催化反应性能.温度在823～923K之间,该催化剂的乙烷转化率和乙烯选择性分别为12.1%～32.1%和85.2%～77.3%.增加V(CO2)/V(C2H6),有利于提高乙烷转化率和乙烯产率,随V(CO2)/V(C2H6)从1.0增加到4.0,乙烷转化率从31.2%增加到49.1%,乙烯产率从24.8%增加到35.1%.另外,考察了Cr担载在不同载体上CO2对乙烷脱氢的作用.对于6Cr/SiO2和6Cr/AC催化剂,CO2对乙烷脱氢起促进作用,而对于6Cr/MCM41和6Cr/Al2O3催化剂,CO2对乙烷脱氢却起抑制作用.对6Cr/SiO2催化剂上CO2氧化乙烷脱氢制乙烯反应的再生实验也进行了探讨.结果表明,在923K下反应后的催化剂用O2可完全再生,而用CO2则不能完全再生.     

降低催化裂化干气中C3+含量的模拟与优化

针对某催化裂化装置干气中C₃⁺含量偏高的问题,利用AspenHYSYS流程模拟软件搭建吸收稳定系统模型,模拟分析了补充吸收剂流量、解吸塔冷热进料比和贫吸收油流量对干气中C₃⁺的影响。在满足产品指标和塔负荷性能前提下,分析了3种优化方案,保持实际生产中解析塔冷热进料比0.12不变,补充吸收剂流量增至22.0 t/h和贫吸收油流量增至30.0 t/h时,可将干气中C₃⁺体积含量降至1.6%以内,成为炼化企业提质增效的有效手段。     

天然气中C6+组成不同定量方式对发热量计算结果的影响

天然气的发热量是计算天然气能量的一项主要基础参数,其结果是否准确可靠对能量计量有着重要影响。采用气相色谱法分析天然气的组成,然后通过组成数据计算天然气的发热量是最常用的检测方法,而天然气中重烃组分含量（C_6~+组成）的准确分析又是影响发热量计算结果的重要因素。概述了分析C_6~+组成常用的几种定量方式,通过分析实际天然气样品,讨论比较了C_6~+组成不同定量方式对高位发热量的影响。结果表明：随着天然气中C_6~+含量的增加,不同定量方式对计算发热量结果有明显影响,当天然气中C_6~+摩尔分数大于0.1%时,不同定量方式获得高位发热量的最大偏差可达0.24%。提出了针对重烃含量较高的天然气,选择C_6~+组成定量方式的建议,其结论对我国未来实施天然气能量计量具有参考意义。     

部分NH4+交换对FER分子筛催化正丁烯骨架异构反应性能的影响

 采用部分NH⁺₄交换法制备了一系列不同NH⁺₄交换度的FER分子筛（记为HF-x,x为FER分子筛的NH⁺₄交换度）,采用XRD、N₂吸附-脱附、XRF、吡啶吸附IR、NH₃-TPD等方法对其进行表征。以含丁烯-1体积分数为10%的丁烯1/N₂为原料,在温度350℃、常压和空速4.0h^-1的条件下,考察了NH⁺₄交换度对FER分子筛催化正丁烯骨架异构反应性能的影响。结果表明,随NH⁺₄交换度的增加,初始正丁烯转化率升高,而异丁烯选择性降低。当交换度为45时,初始异丁烯产率最高。除FER分子筛特殊的二维孔道系统外,中强/强酸中心比例是影响初始阶段异丁烯形成的重要因素。     

胺化聚苯乙烯树脂的合成及其吸附性能

以氯甲基化聚苯乙烯树脂微球为母体,分别与三乙烯四胺和1,4,7,10-四氮杂环十二烷反应制备了胺化聚苯乙烯树脂(PS-TETA)和新型Cyclen型聚苯乙烯树脂(PS-Cy)。采用FTIR和BET方法表征了树脂的结构;利用紫外-可见分光光度计研究了树脂对对硝基苯酚(PNP)的吸附性能。表征结果显示,PS-TETA和PS-Cy可吸附PNP。实验结果表明,随PNP溶液p H的增大,PS-TETA和PS-Cy对PNP的吸附呈先增大后趋于平缓再不断下降的趋势,吸附过程符合准二级动力学方程,且主要控制步骤为Boyd液膜扩散形式。25℃下,PS-TETA和PS-Cy对PNP的平衡吸附量分别为126.34 mg/m L和118.93 mg/m L。PSTETA吸附PNP为多分子层吸附;PS-Cy对PNP的吸附为单分子层吸附。两者对PNP的吸附过程均为放热过程,且以物理吸附的形式为主。     

甲苯和吡啶对Ag/TiO2-NaY吸附脱硫性能的影响

 以溶胶-凝胶法制备了TiO₂-NaY(TY)分子筛载体,采用浸渍法制备了Ag/TiO₂-NaY(AgTY)吸附剂,并用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱技术对吸附剂进行了表征。在固定床吸附床上考察了含氮化合物和芳香族化合物对AgTY选择性吸附噻吩（TP）和苯并噻吩（BT）性能的影响,并研究了其吸附机理。结果表明,AgTY吸附剂中TiO₂主要以锐钛矿型存在,与NaY相比,TY分子筛的骨架结构并未发生明显的改变;在吸附温度50℃时,AgTY吸附剂对噻吩、苯并噻吩的穿透硫容分别为0.45%和0.63%;对噻吩模拟油,吡啶对吸附脱硫影响比甲苯的影响大,而对于苯并噻吩模拟油,甲苯的影响比吡啶的影响大。噻吩类硫化物与AgTY吸附剂之间主要以π络合及S—M配位作用机理吸附。     

有机改性蒙脱土对苯酚的吸附性能研究

通过离子交换的方法用季铵盐对蒙脱土进行有机改性,并采用静态吸附试验考察了有机改性蒙脱土对废水中苯酚的吸附性能。结果表明在有机改性蒙脱土的用量为2 g/L,吸附时间为30 min,吸附温度为60℃,苯酚初始质量浓度为250 mg/L的条件下,改性蒙脱土对苯酚的去除率可达78%。有机改性蒙脱土对苯酚的吸附过程可以通过伪一级动力学方程进行描述。     

羧甲基壳聚糖/植酸复合膜对变压器油的吸附脱除研究

采用溶液共混法,将植酸加入到羧甲基壳聚糖溶液中,然后冷冻干燥制备复合膜,通过红外光谱、扫描电镜、热重分析对复合膜的结构进行表征,并研究了该复合膜对废弃植物基变压器绝缘油中铜、铁、铝三种金属杂质的吸附效果。结果表明,适量植酸的加入没有破坏羧甲基壳聚糖复合膜的多孔结构,该复合膜能有效吸附变压器绝缘油中的金属杂质。当植酸与羧甲基壳聚糖的质量比为0.4,吸附温度为70℃时,该多孔复合膜对变压器绝缘油中铜、铁、铝三种金属杂质的吸附效率达到最高,分别为78.5%、69.0%和87.2%。     

新型壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料的制备与性能

在纳米S iO2颗粒表面引入羟丙基氯活性基团,得到功能化S iO2颗粒,再将羟丙基氯化的S iO2颗粒交联固定在壳聚糖上,制备了一种新型的壳聚糖/纳米S iO2杂化材料(简称杂化材料);通过傅里叶变换红外光谱、透射电镜、扫描电镜方法对杂化材料进行表征,采用热重(TG)分析研究杂化材料的热性能;考察了杂化材料的沉降速率和对金属离子Ca2+和M g2+的吸附能力。电镜分析结果表明,杂化材料微粒为纳米尺度的无机S iO2加强化的微粒,S iO2颗粒分散在材料中,形成均匀的表面;TG分析结果表明,杂化材料的热性能有所提高;沉降实验测得壳聚糖和杂化材料作为吸附剂的沉降时间分别为130.3,68.5s,表明杂化材料的沉降速率比壳聚糖的沉降速率快了近一倍;杂化材料对金属离子Ca2+和M g2+的吸附量分别可达到0.289 3,1.445 6mm ol/g。     

Fe3+对自转向酸用VES性能的影响

针对Fe~(3+)会减弱VES自转向酸酸化效果的问题,基于三种VES自转向酸体系与Fe~(3+)配伍性实验,运用流变性测试、HPLC–CLND、ICP和XPS等方法,进一步了解了Fe~(3+)与表面活性剂作用机理。实验结果表明,随着Fe~(3+)质量浓度增加,VES体系黏度呈先增后降趋势,反应越来越剧烈,Fe~(3+)和VES质量浓度大幅降低,且当Fe~(3+)质量浓度大于4 000 mg/L时,体系会出现非混相状态。XPS结果表明,VES与[FeCl_4]-形成螯合物沉淀,使体系黏度下降,酸化效果减弱。实验结果为VES表面活性剂合成与复配优选提供了依据。