改性煤矸石吸附亚甲基蓝的研究

以改性煤矸石对亚甲基蓝进行吸附实验,探讨了改性煤矸石用量、吸附时间对亚甲基蓝吸附的影响,并对改性煤矸石再生效果进行测定.结果表明,利用改性煤矸石处理亚甲基蓝,具有处理效果好、再生容易等特点.利用Freundlich等温式和Langmuir等温式对其吸附进行描述,表明改性煤矸石易于吸附亚甲基蓝,吸附属于化学吸附;用颗粒内扩散方程和准二级吸附动力学方程对实验数据进行回归分析,准二级吸附动力擘方程能更好地描述亚甲基蓝在改性煤矸石上的吸附.     

柱撑膨润土对染料酸性红B的吸附行为

在 [OH- ] /[Al3 ] =2 .4的反应条件下 ,利用Al3 与碱液反应制备出Keggin离子 ,并由此制备出了无机、无机 -有机柱撑膨润土 ;XRD -衍射数据表明 ,经柱撑后的膨润土层间距明显增大 ,达 1.9nm以上。研究了废水中染料酸性红B在 4种改性膨润土上的吸附行为 :经柱撑处理后的膨润土吸附能力明显大于钠基土 ,对酸性红B溶液有很高的脱色率和CODCr去除率 ,其吸附动力学行为遵循Bangham方程和Langmuir方程所述规律 ,平衡吸附量 qe 与平衡浓度Ce 间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程 ,吸附表现为放热的物理吸附和有机质的分配作用。     

改性煤矸石对煤矿酸性废水中Fe~(2+)、Mn~(2+)的吸附

针对煤矿酸性废水中Fe、Mn含量高的特点,采用自燃煤矸石及NaCl、NaOH、HCl活化改性煤矸石对废水中的Fe~(2+)和Mn~(2+)进行吸附试验,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行表征,考察了自燃煤矸石及NaCl、NaOH、HCl活化改性煤矸石对Fe~(2+)和Mn~(2+)的吸附特性。结果表明:Na OH改性煤矸石对Fe~(2+)和Mn~(2+)的吸附效果最佳。自燃煤矸石对Fe~(2+)的吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散联合控制,NaCl和NaOH改性煤矸石对Fe~(2+)的吸附符合一级动力学模型,HCl改性煤矸石对Fe~(2+)的吸附符合二级动力学模型。自燃煤矸石及改性自燃煤矸石对Fe~(2+)的吸附现象均符合Freundlich吸附等温式模型。自燃煤矸石及改性自燃煤矸石对Mn~(2+)的吸附均符合二级动力学模型和Langmuir吸附等温式模型。     

改性焦粉的制备及其对亚甲基蓝吸附研究

以焦粉为原料,50%硝酸为改性剂,借助SEM表征其结构,将其应用于亚甲基蓝印染废水处理,考察了改性焦粉对亚甲基蓝吸附平衡时间、吸附速率;测定了不同温度的Langmuir、Freundlich等温方程参数、平衡参数、热力学参数。结果表明:硝酸改性焦粉是硝酸刻蚀焦粉表面增加孔结构、增大表面积的过程;改性焦粉吸附亚甲基蓝平衡时间为200min;在不同温度下吸附与Langmuir、Freundlich等温方程线性相关性较好;热力学参数表明该吸附过程是熵增的自发放热过程。     

酸改性天然火山灰吸附去除水中磷污染物

天然火山灰矿物材料经盐酸溶液改性后,可有效吸附去除水中磷污染物。改性用盐酸适宜浓度为1mol/L,1g改性后火山灰投加入30 mL 50 mg/L磷溶液中(pH值近中性),磷去除率为92.02%;磷吸附行为符合Langmuir等温吸附方程,磷饱和吸附量为1.24 mg/g。     

有机改性沸石对废水中酸性靛蓝的吸附研究

用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合改性沸石,通过红外吸收光谱(IR)对改性前后的沸石结构进行表征,采用分光光度法分析改性沸石对酸性靛蓝的吸附性能及影响因素。结果表明,改性沸石的吸附性能明显增强。在优化试验条件下对浓度为200 mg/L的酸性靛蓝的最大吸附量和脱色率分别为66.56mg/g和99.85%。改性沸石对酸性靛蓝的吸附规律较好的符合Langmuir吸附等温式,吸附过程符合准二级动力学方程。     

改性煤矸石吸附Cr(Ⅵ)的研究

以改性煤矸石对模拟含Cr(Ⅵ)废水进行吸附实验.结果表明,在pH值为1.0、吸附时间60min、改性煤矸石用量5g/L时,对进水Cr(Ⅵ)为50mg/L的废水进行处理,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.98%,处理后水样中Cr(Ⅵ)含量小于0 50mg/L,达到国家排放标准.利用Freundlich等温式和Langmuir等温式对其吸附进行描述,表明改性煤矸石易于吸附Cr(Ⅵ),吸附属于化学吸附.     

十二烷基苯磺酸钠改性沸石吸附甲基橙的研究

以表面活性剂十二烷基苯磺酸钠改性天然沸石,对废水中甲基橙进行吸附,以紫外可见分光光度计分析最佳吸附条件,结果表明:在改性沸石的用量为20g/L、吸附时间为100min、温度为35℃、pH值为4.2时,十二烷基苯磺酸钠改性沸石对甲基橙溶液(10g/L)的吸附率达到了92.8%,吸附符合Langmuir等温方程。     

自燃煤矸石吸附煤矿酸性废水矿物学特性研究

针对煤矿酸性废水污染问题,采用SEM、XRD和FTIR等分析测试手段,对吸附煤矿酸性废水前后的自燃煤矸石、Na OH改性自燃煤矸石和SRB协同自燃煤矸石样品进行矿物学特性研究。结果表明:自燃煤矸石通过表面孔隙吸附作用和发生配位反应,将煤矿酸性废水中的离子以小颗粒的形式沉积在自燃煤矸石表面。Na OH改性过程溶出自燃煤矸石表面的部分物质,使煤矸石表面出现大量孔隙。对比XRD谱图和红外光谱图可知,自燃煤矸石中的石英和钠长石等矿物成分在吸附煤矿酸性废水时起到了一定的作用。SRB协同自燃煤矸石过程对自燃煤矸石结构成分的影响比Na OH改性过程影响大,附着在煤矸石表面的SRB不仅影响自燃煤矸石表面的矿物质成分,形成黑色硫化物颗粒,还可以直接处理煤矿酸性废水,进一步提高对煤矿酸性废水的处理效果。     

阴-阳离子改性沸石对废水中甲基橙吸附性研究

采用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合改性沸石制备阴-阳离子改性沸石.通过X-衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)表征阴-阳离子改性沸石的结构,研究了改性沸石对废水中甲基橙的吸附性能、影响因素及动力学过程.结果表明:阴-阳离子改性沸石明显提高了沸石对甲基橙的吸附能力、吸附速率和吸附量,其吸附动力学行为遵循准二级吸附速率方程所描述的规律,平衡吸附量q.与平衡浓度C.之间的关系符合Langmuir等温吸附方程.      

煤对瓦斯吸附特征研究

通过分析煤对瓦斯的吸附作用,指出温度和瓦斯压力对煤体的吸附量影响显著,瓦斯压力越大,温度越低,吸附量越大。吸附温度对吸附常数a,b都有显著影响a,随温度的升高而降低。煤体放散瓦斯的速度符合文特式和孙重旭式,在初期,瓦斯放散的速度极快,并迅速衰减,决定突出强度。     

大佛寺井田4号煤CH_4与CO_2吸附解吸实验比较

以迅速降低大佛寺4号煤含气量,提高地面煤层气井采收率为目标,进行CO2驱替CH4技术的实验研究。对采自大佛寺矿井40114工作面的样品,进行多个温度点柱体原煤与60~80目平衡水样的CH4与CO2吸附解吸对比实验。结果表明:CO2在煤孔隙表面与CH4一致,吸附过程符合Langmuir方程,解吸过程可用解吸式描述;由热力学计算可知,柱体原煤升压过程CO2吸附热为56.827 kJ/mol,CH4吸附热为12.662 kJ/mol,降压过程CO2吸附热为115.030 kJ/mol,CH4吸附热为23.602 kJ/mol,无论升压过程还是降压过程CO2吸附热远大于CH4吸附热,两种气体在煤孔隙表面竞争吸附时CO2占据优势,导致置换解吸;吸附势、吸附空间计算验证了这个结论;利用CO2驱替CH4技术,提高煤层气采收率,理论依据充分可行。     

甲烷在页岩上的吸附等温过程

为了从热力学角度研究页岩吸附甲烷的机理,通过容积法测定35,50和65℃时,0~12MPa下甲烷在页岩上的吸附等温线,采用考虑吸附相体积的修正Langmuir模型处理实验数据,并根据Clausius-Clapeyron方程和vant Hoff方程计算甲烷在页岩上吸附时的等量吸附热和极限吸附热。结果表明:甲烷在页岩上的吸附等温线具有Ⅰ型吸附等温线特征,修正Langmuir吸附模型较好地拟合了吸附数据,拟合的平均相对误差小于4.1%。根据等量吸附线计算的等量吸附热为11.67~16.62 kJ/mol,平均14.58 kJ/mol,说明页岩对甲烷的吸附为物理吸附,并且等量吸附热随甲烷吸附量的增大而非线性递减,表明页岩表面能量的不均匀性,甲烷分子优先吸附在页岩表面的高能吸附位。由vant Hoff方程计算甲烷在页岩上的极限吸附热为23.91 kJ/mol。     

不同吸附气体对煤的渗透率的影响

对电容器的内外部故障及对应的保护方式进行了分析,明确了现行电容器保护的整定原则,从一、二次设备协调一致的角度对电容器不平衡型继电保护进行了分析比较,给出了该类保护的选型技术原则。文章分别以CH4,CO2及He为吸附气体,进行了相同实验条件下煤的三轴渗流实验,分析和探讨了上述气体对煤的渗透率的影响规律,实验结果对研究煤矿瓦斯抽放与瓦斯突出具有一定的现实意义。     

基于吸附势理论的煤对N_2吸附特性的研究

利用ASAP2020比表面积分析仪研究了阳泉煤在液氮浴(77K)条件下对N2吸附特性,根据该温度下的吸附等温线确定出ε-ω吸附特性曲线,同时根据Langmuir单分子层吸附模型和BET多分子层吸附模型得出了完全相同的ε-ω吸附特性曲线,表明ε-ω吸附特性曲线与煤对N2吸附的吸附模型无关。因此可以根据ε-ω吸附特性曲线确定不同温度下的吸附等温线。     

页岩气超临界吸附机理分析及等温吸附模型的建立

为认识页岩气吸附机理,抓住页岩气所处超临界态的特点,同时考虑页岩多尺度孔隙空间和黏土矿物与干酪根吸附能力的差异性,理论分析了页岩气超临界吸附机理,同时建立了DALangmuir等温吸附模型。分析表明:低压阶段,甲烷优先吸附在干酪根超微孔表面,以微孔充填形式吸附;高压阶段,甲烷以单分子层形式吸附在中孔和大孔表面。甲烷脱附优先发生在中孔和大孔表面,表现出"吸附滞后"现象。建立的吸附方程拟合结果的R2大于0.995。页岩气吸附方式因吸附剂吸附能力和孔径而异,吸附方式既有单分子层吸附也有微孔充填吸附。吸附滞后现象是吸附剂吸附能力差异性的集中体现。所建模型可反映黏土矿物与干酪根吸附能力的差异及不同孔径吸附状态的差异,模型参数物理意义明确,数据拟合精度较高。     

煤表面非均匀势阱吸附甲烷特性数值模拟

利用蒙特卡洛方法建立了煤与甲烷吸附动力学的数值模型,并对两种非均匀势阱煤样模型的吸附甲烷过程进行计算,分析其在不同温度与吸附压力下吸附甲烷特性以及吸附热的变化规律。研究表明:非均匀势阱煤样模型等温吸附过程与理想朗格缪尔曲线有明显不同,等压吸附过程可利用负指数规律精确描述。煤样模型势阱深度分布的非均匀特征对煤与甲烷吸附热,以及吸附量对于温度和压力的敏感性均有一定影响。通过对不同吸附压力下吸附速率参数b的拟合计算,推导出非均匀势阱等温吸附方程,物理实验验证表明该方程对真实煤样吸附解吸甲烷过程的描述比理想朗格缪尔方程更加精确。     

CH_4,CO_2和N_2多组分气体在煤分子中吸附热力学特性的分子模拟

为进一步明确煤分子吸附多组分气体的热力学机制,应用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法,从热力学角度研究了不同温度下等比例CH_4,CO_2,N_2多组分气体在煤分子模型中的吸附行为。研究表明:在晶胞内CH_4呈点状分布,CO_2呈簇状分布,N_2呈带状分布; 3种气体的吸附量、吸附热、吸附熵关系均为CO_2CH_4N_2,吸附势能CO_2CH_4N_2;吸附量与吸附热呈线性正相关关系,吸附热与温度无明显关系;煤分子吸附CH_4,N_2,CO_2的吸附势能与其吸附量成反比,吸附势能不仅受煤分子表面自由粒子色散力影响,也受吸附焓和吸附熵的影响;相同条件下,3种气体的吸附熵与吸附量和温度均呈负相关关系;吸附热力学参数能用来表征煤分子的吸附特性,从热力学角度证实煤分子吸附CO_2优于CH_4和N_2。     

河北开滦矿区晚古生代煤对CH4/CO2二元气体等温吸附特性

研究了开滦矿区不同变质程度煤对不同配比CH₄/ CO₂二元气体等温吸附特性,用扩展Langmuir方程的推论计算了CH₄/ CO₂二元气体各组分在吸附相中的浓度,并分析了其变化特征,表明：煤对CH₄/CO₂二元气体的吸附并不是对纯CH₄和纯CO₂的独立吸附,而是2种气体的竞争吸附,混合气体中CO₂含量越高,总吸附量越大.在开滦矿区煤对CH₄/ CO₂二元气体的吸附过程中,利于CO₂吸附的条件是高CO₂组分浓度和高压力;中等变质程度煤利于CH₄吸附的条件是高CH₄组分浓度和高压力,而低变质程度煤是相对的低CH₄组分浓度和高压力.研究区低变质程度煤对CH₄ 的竞争吸附大于其对CO₂的竞争吸附,并不适合CO₂-ECBM 技术的实施;中等变质程度煤对CO₂ 的竞争吸附优于对CH₄的竞争吸附, 适于CO₂-ECBM 技术的实施.     

基于吸附势理论的深部煤储层吸附气量研究

为了揭示深部煤储层煤吸附特性,量化表征煤储层吸附气量,以鄂尔多斯盆地东缘石炭—二叠系煤为研究对象,通过高温高压条件下煤的等温吸附实验研究,从煤级、温度及压力的角度解读高温高压条件下煤吸附特征。基于吸附势理论,建立了不同煤级煤的吸附特征曲线及吸附气量预测模型。应用预测模型对临兴地区石炭系8+9号煤层吸附气量进行了计算,结果表明:深部煤储层吸附气量受煤级、压力、温度的综合控制,煤级在0.77%~2.18%,即气煤—贫煤阶段,煤级和压力对煤吸附能力显示正效应、温度起负效应,且随着压力增大温度的负效应更为显著。不同煤级对应的煤吸附甲烷特征曲线不同,煤级越高则吸附势随吸附空间增大而减小的速度越缓慢。计算的绝对吸附量为19.6~31.1 cm~3/g,含气饱和度为37.8%~78.8%。