CH_4/N_2在炭分子筛上的吸附平衡与扩散模型

使用高精密质量吸附仪(IGA-100,HIDEN)测定了CH4和N2纯组分在炭分子筛上于298、313和328 K温度下的吸附等温线及吸附动力学曲线,研究了CH4和N2在炭分子上的吸附热力学及动力学性质。选择Double Langmuir模型(DL)对吸附等温线数据进行了模拟;选择Fick扩散模型进行了吸附动力学的模拟。结果表明,DL模型可以准确地描述CH4和N2在炭分子筛上的吸附,拟合相关系数都非常接近1,N2在该炭分子筛上的吸附量大于CH4的吸附量;通过Fick扩算模型计算得:2 4N CHD/D=7.26,N2在该炭分子筛上的扩散速率大于CH4,所以该炭分子筛可以实现固定床出口直接富集CH4的目的。     

氧和氮在炭分子筛上的吸附与扩散

用重量法研究了氧、氮在两种空分用炭分子筛上的吸附与扩散。结果表明,氧和氮在炭分子筛中的扩散是活化扩散,该过程可用双孔模型进行描述。求得了氧、氮的扩散系数。     

草酸改性NaY分子筛对乙烯吸附研究

以Na Y分子筛为原料,草酸为扩孔剂,制得改性Na Y分子筛作为载体,通过等体积浸渍Ag NO3,焙烧制得π络合吸附剂。并通过XRD、FTIR表征了分子筛结构,BET测定了分子筛比表面积和孔径;通过吸附乙烯,考察了改性Na Y分子筛空白样乙烯吸附量、负载30%Ag NO3乙烯吸附量、75℃真空脱附后乙烯吸附量。结果表明,采用草酸对Na Y分子筛脱铝扩孔后,孔径达到1.4 nm,乙烯吸附曲线变平缓;改性π络合吸附剂比未改性π络合吸附剂更容易脱附,在75℃真空脱附条件后,改性π络合吸附剂吸附量达到首次吸附量95%以上。     

草酸改性NaY分子筛对乙烯吸附研究

以Na Y分子筛为原料,草酸为扩孔剂,制得改性Na Y分子筛作为载体,通过等体积浸渍Ag NO3,焙烧制得π络合吸附剂。并通过XRD、FTIR表征了分子筛结构,BET测定了分子筛比表面积和孔径;通过吸附乙烯,考察了改性Na Y分子筛空白样乙烯吸附量、负载30%Ag NO3乙烯吸附量、75℃真空脱附后乙烯吸附量。结果表明,采用草酸对Na Y分子筛脱铝扩孔后,孔径达到1.4 nm,乙烯吸附曲线变平缓;改性π络合吸附剂比未改性π络合吸附剂更容易脱附,在75℃真空脱附条件后,改性π络合吸附剂吸附量达到首次吸附量95%以上。     

CH4／O2在炭分子筛上的吸附动力学

为消除低浓度煤层气对煤层开采存在的安全隐患,提出了利用甲烷和氧气在炭分子筛上的动力学差异进行脱氧的工艺。采用容积法测定了纯CH4和O2在炭分子筛颗粒上的吸附动力学数据,并利用单床变压吸附装置测定了混合气体在298．15K,各压力下的穿透曲线。研究结果显示：吸附初期,O2在CMS上的扩散速率明显大于CH4;在混合体系穿透曲线上,O2的穿透时间远大于CH4,炭分子筛固定床表现出对O。的优先吸附选择性,可以实现出口直接富集甲烷的目的。0．4MPa时,当产品气中CH4含量为92．44％时,CH4回收率为73．27％。     

氧气和氮气的吸附动力学行为测定

利用双柱定容容量法实时记录的数据研究了氮气和氧气在碳分子筛及13X分子筛上的吸附动力学行为,重点讨论了吸附时体系内的温度变化情况以及温度变化对于吸附和扩散行为的影响,指出建立数学模型时,温度变化的不可忽略性,同时获得了可用于非等温动力学模型计算的数据.     

钴改性秸秆生物炭对尼泊金乙酯的吸附研究

以小麦秸秆为原料，通过浸渍法制备改性生物炭，对其采用XRD、SEM进行表征分析，研究钴改性生物炭对尼泊金乙酯(EP)的吸附性能。讨论了改性生物炭的用量、尼泊金乙酯的初始浓度，反应时间及反应温度对EP溶液的吸附影响。实验结果表明：改性生物炭对EP的吸附主要以化学吸附为主；在一定范围内，改性生物炭对EP的吸附效率随生物炭用量的增加而增加；反应温度对改性生物炭吸附EP的影响较大，在EP浓度为30 mg/L、生物炭添加量为5 g/L、温度为45℃条件下吸附4 h时EP最大去除率为95.5%。     

频率响应法研究苯在NiY分子筛上的吸附行为

通过对分子筛的改性,构造各种类型、各种强度的能垒。测定在不同温度和不同压力下,吸附质在分子筛上的吸附扩散性能。采用频率响应(FR)技术研究苯在NiY分子筛上的吸附机理。分别选取的温度点为302K,373K和压力点为53.3~133Pa范围内测定FR谱图。研究结果表明,苯在NiY分子筛上是以吸附为速率控制步骤的传质过程,同时存在高频吸附和低频吸附两个不同的吸附过程。高频吸附是通过络合作用、低频吸附是以氢键作用为主的吸附过程。     

5A分子筛的改性制备及其对汞的吸附研究

以5A分子筛为原料,Ce(NO3)3.6H2O为改性试剂,通过一步浸渍法并结合干燥、焙烧与研磨过程,制备CeO2/5A分子筛吸附剂,研究了5A分子筛在改性前后及不同温度下对汞的吸附性能,由表征和吸附热力学分析的结果可知:改性后的5A分子筛与改性前相比,吸附能力提高将近一倍,穿透时间延长;CeO2/5A分子筛对汞的最佳去除温度是175℃,去除率为90％,吸附量是6.25 μg/g;改性后的5A分子筛孔径增大,比表面积减小,有利于对汞的吸附;TG结果表明CeO2成功的负载到5A分子筛上,使5A分子筛对汞的吸附能力增强;热力学研究发现Langmuir吸附模型的拟合结果比Freundlich模型要好;CeO2/5A分子筛对汞的吸附过程是一个多层吸附过程.     

表面活性剂改性的4A分子筛对氨氮的吸附行为

用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(LAS)改性4A分子筛,利用X射线衍射和红外吸收光谱表征了改性前后4A分子筛的结构,并研究了其对氨氮的吸附行为。结果表明,两种表面活性剂的添加均能在一定程度上提高4A分子筛吸附氨氮性能,CTAB的改性效果优于LAS,且当两种表面活性剂m(CTAB)∶m(LAS)=10时复配效果最佳。此外,分别采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对改性4A分子筛吸附氨氮行为进行拟合。结果显示改性前后4A分子筛对氨氮的吸附过程可用Langmuir吸附等温方程较好地拟合,在温度为25℃时,单分子层饱和吸附量分别为5.61 mg/g和6.15 mg/g,其吸附动力学较符合准二级反应动力学方程。     

水蒸气活化法制备分子筛炭织物的前驱体

以PAN系预氧毡为原料,在惰性气体N2中炭化后,用水蒸气活化制取分子筛炭织物的前驱体活性炭毡。考查了活化时间、升温速率对活性炭毡吸附性能的影响,并用DFT法、D－A法、H－K法表征其微孔结构。     

H_2O_2/O_3催化氧化改性活性炭研究

采用H2O2/O3催化氧化改性活性炭。以含氧官能团总量为主要指标、比表面积和碘吸附值为辅助指标评价改性效果。在活性炭质量和H2O2体积一定的条件下,考察了H2O2质量分数、O3浓度、反应时间及反应温度等因素对活性炭性能的影响。在H2O2质量分数为10%、O3浓度为4.32 mg.L-1、反应时间为2.5 h、反应温度为50℃的最优改性条件下,活性炭的含氧官能团总量为1.525 mmol.g-1,比改性前提高61.38%。     

蜂巢石改性及其对Mn~(2+)吸附试验研究

为探讨硫酸对蜂巢石吸附材料改性的影响因素,以及改性蜂巢石对Mn~(2+)的吸附特性,采用正交试验法研究了硫酸改性条件对蜂巢石比表面积、孔容、孔径的影响;对改性蜂巢石和未改性蜂巢石做了SEM和XRD对比分析;通过静态吸附试验探讨了硫酸改性蜂巢石对Mn~(2+)的最佳吸附条件。试验结果表明,硫酸浓度为0.50mol/L,改性时间为30 min,温度为35℃时改性最佳,改性后蜂巢石比表面积、孔容分别达到21.15 m2/g、0.053cm3/g左右,平均孔径为5 nm;SEM和XRD对比分析发现,改性后蜂巢石表面变得粗糙蓬松,微孔增加,空隙率和孔道通透性提高,出现了Ca SO4·2H2O单斜晶体;改性蜂巢石投加量和溶液的p H值是影响吸附效果的重要因素,当溶液p H值为5,改性蜂巢石投加量为4 g/L,Mn~(2+)初始质量浓度为5 mg/L时,对Mn~(2+)的去除率达85%以上,吸附量超过10.0 mg/g。     

H2O2处理炭分子筛前驱体的研究

为获得具有发达孔结构的炭分子筛前驱体，在室温下使用不同浓度H2O2溶液对核桃壳的一次炭化物进行预氧化处理，并做进一步的成型和二次炭化．使用AUTO HI-TGA2950热失重分析仪和ST-03比表面孔径测定仪分别测定了相应样品在N2环境下的TGA-DTA曲线和77K下的N2吸附等温线，分析了其热失重性能和孔结构参数．结果表明：氧化作用提高了一次炭化物的微孔隙率，增强了它的N2吸附能力；改变了样品的表面组成，在二次炭化过程中发生了更大程度的失重，产生大量的孔隙，为下一步炭沉积调孔创造了良好的基础．     

O2和H2O对改性凹凸棒石干法烟气脱硫的影响

凹凸棒石是一种性能优良的吸附剂,对小分子极性气体具有很好的吸附性如SO2,H2S和NH3等。适当的热处理可以提高其脱除SO2的能力。文章采用热处理改性的凹凸棒石作为脱硫剂脱除烟气中的SO2,同时考察不同吸附温度下O2浓度和H2O含量对凹凸棒石烟气脱硫的影响。结果表明：在所考察的温度范围（50~200℃）内O2的存在没有影响凹凸棒石吸附SO2的吸附容量;当吸附温度低于100℃时,H2O与SO2存在竞争性吸附,极大的抑制了SO2的吸附;当吸附温度高于100℃时,H2O的存在对凹凸棒石脱硫基本没有影响。     

活性炭吸附废水中表面活性剂的试验研究

为了探索一种新的表面活性剂废水处理方法,试验研究了活性炭经不同方法改性后对表面活性剂的吸附规律。结果表明:经浓硝酸和H2O2改性的活性炭对表面活性剂的吸附量分别是原始活性炭的1.4和1.5倍。通过活性炭静态吸附试验发现:三种活性炭在4h达到吸附平衡,改性后的活性炭吸附能力明显增强。在动态吸附试验中,原始活性炭在360min达吸附饱和,其它两种改性活性炭在300min达吸附饱和。改性后的活性炭比原始活性炭的吸附效果好,且用H2O2改性的活性炭较用浓硝酸改性的吸附能力更强。     

活性炭吸附Zn(Ⅱ)的热力学与机理研究

本文研究了水溶液中活性炭吸附Ｚｎ＾２＋的热力学特性及其机理,测定了不同温度下的吸附等温线。结果表明;在稀溶液中吸附Ｚｎ＾２＋符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型;活性炭吸附Ｚｎ＾２＋时可能主要是以水合Ｚｎ（Ｈ２Ｏ）＾２＝ｎ形式被吸附的;活性炭表面存在含氧官能团的吸附活性中心;由于吸附水合Ｚｎ＾２＋与炭表面含氧官能团之间相互作用,导致水分子的脱附及Ｈ＾＋的产生,使其热力学函数ΔＳ＾０增加。     

硫酸根改性g-C3N4制备与催化性能研究

采用酸水热后处理法制备了具有优异光催化合成双氧水性能的硫酸根改性石墨相氮化碳纳米棒催化剂。采用XRD、N2吸附脱附、UV-Vis、FTIR、SEM、XPS、TPD、EIS及PL对催化剂进行表征。结果显示：硫酸根的引入改变了催化剂的结构性质，光学性质和氧气吸附能力。所制备的硫酸根改性氮化碳催化剂的双氧水平衡浓度为2.7 mmol/L，是纯氮化碳的2.7倍。     

炭分子筛表征现状

综述了国内外评价炭分子筛的主要方法,分析了炭分子筛的孔隙结构及表面化学性质对吸附分离性能的影响规律,讨论了不同吸附理论模型在表征炭分子筛性能方面的优势与不足,展望了利用CO2,N2等探针分子的吸附等温线表征炭分子筛结构的可行性。