多盐复合吸附剂的非平衡吸附/解吸特性

以膨胀硫化石墨为基质,制备了新型氯化铵/氯化钙/氯化锰/膨胀硫化石墨复合吸附剂,并测试了其在非平衡条件下的吸附/解吸特性。在与3种单盐各自的Clapeyron反应平衡曲线的比较中发现,该多盐复合吸附剂同时具备这3种单盐的特性,却存在一定的差异。在非平衡条件下的吸附/解吸特性曲线测试过程中发现,该多盐复合吸附剂具备这3种金属氯化物各自的一些性质,却不存在金属氯化物-氨络合过程中普遍存在的吸附滞后现象。在实验的基础上计算和比较了使用不同吸附剂的单级间歇式吸附制冷循环的COP和SCP。结果证明多盐复合吸附剂的性能优于单盐吸附剂。     

吸附制冷用复合吸附剂的吸附等温线推算

用真空重力法测定了水和乙醇在自制复合吸附剂上的吸附等温线。采用由微孔填充理论导出的吸附平衡方程对所测得的等温线进行了拟合,计算相应的吸附热;对用Clausius Clapeyron方程推算吸附等温线的方法进行了讨论,并推算有关吸附等温线。结果表明:水在自制复合吸附剂M1 0001和M1 9906上平衡吸附量的推算值与实测值之间的相对误差<10%;乙醇在自制复合吸附剂上的推算误差<15%。给出了推算等温线和获得等压线的简便方法。     

吸附制冷用复合吸附剂的吸附性能

固体吸附式制冷因具有环保和节能两大优势,成为国内外竞相开发的热点,尤其是将其用于新型空调系统和太阳能应用产品方面的开发研究备受关注．但从实用化研究成果来看,还远不满足工业化条件,其主要原因之一是受吸附制冷工质对（吸附剂-制冷剂）的性能制约．目前,国内外关于吸附制冷工质对的研究报道比较多,所采用的吸附（工）质仍然以水、甲醇、乙醇和氨为主,对于吸附剂的研究进展比较快,已从当初单一组分吸附剂的选用发展到目前多组分、复合吸附剂的研制．研制性能优良的吸附剂被认为是推动固体吸附式制冷工业化的关键之一．     

吸附制冷用复合吸附剂的制备

用静态法测定主要吸附材料和自制复合吸附剂对水的吸附量,用TG DTA法对主要吸附材料的热稳定性和自制吸附剂对水的脱附峰端温度进行分析。对吸附剂原料复合比例、焙烧温度和扩孔剂种类等制备条件进行了实验研究。结果表明:自制复合吸附剂比单一吸附材料对水有着更大的吸附能力;DTA分析的脱水的峰端温度明显低于单一吸附材料;采用较高的焙烧温度和分段焙烧方法,可明显改善复合吸附剂的吸附性能及强度;对于用不同的吸附材料复合的吸附剂,需加入不同的扩孔剂,方可增加孔容和孔径,改善其吸附性能;自制复合吸附剂对水的吸附量显著高于13x和硅胶等传统吸附剂。其中,M1 9906和M1 9907复合吸附剂对水的吸附量大约是13x和硅胶的2～3倍。     

氯化钙/大球硅胶复合吸附剂的氨吸附研究

以单层分散理论为指导,研究了氯化钙在大球硅胶上的单层分散、氨吸附及吸附稳定性。结果表明,对于焙烧分散法,氯化钙/大球硅胶的适宜焙烧温度为500℃;对于微波分散法,适宜的微波辐射时间是20 min。焙烧样品的单层分散阈值为0.2~0.3 g/g,微波样品的单层分散阈值为0.3~0.4 g/g。将吸附量较大的样品进行比较,在35℃下,担载量为0.4 g/g的焙烧样品氨吸附量为0.35 g/g;担载量0.5 g/g的微波样品氨吸附量为0.41 g/g。微波样品的氨吸附量大于焙烧样品。吸附-脱附循环实验表明,2种分散法所得复合吸附剂同样具有较好的吸附稳定性。     

多壁碳纳米管嵌入13X/MgCl2复合吸附剂的性能实验

配制了将不同含量的多壁碳纳米管（MWCNT）加入复合吸附剂13X/MgCl₂中制成的新型复合吸附剂,并对其吸附、脱附和导热性能进行了测试。实验结果表明：新型复合吸附剂在闭式200℃脱附完成后,新型复合吸附剂的吸附残余量随着MWCNT含量的升高而减小,13X的吸附残余量是MWCNT含量最高的13X/MgCl₂/MWCNT（CNT-5）复合吸附剂的吸附残余量的2倍,虽然MWCNT的加入不会对13X/MgCl₂复合吸附剂在室温下的吸附性能有影响,CNT-5在开式、闭式的平衡吸附量可以达到0.52 g·g^-1和0.38 g·g^-1,分别是13X吸附量（0.24 g·g^-1）的2.2和1.6倍,但新型复合吸附剂可以脱附更多的水蒸气。新型复合吸附剂的热导率随着MWCNT含量的增大而升高,CNT-5的热导率可以达到0.265 W·m^-1·K^-1,是13X热导率的4.9倍。     

壳聚糖/埃洛石复合吸附剂的制备与吸附性能

将埃洛石分散于壳聚糖的溶液中,利用戊二醛进行交联,制备埃洛石/壳聚糖复合吸附剂,通过红外光谱仪对复合吸附剂进行结构表征分析,进一步研究复合吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能,通过单因素条件的变化研究了Cr(Ⅵ)离子浓度、吸附剂用量、吸附时间、吸附温度、p H值对复合吸附剂吸附性能的影响,表明复合吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能比单一组分的埃洛石更加优越。     

吸附制冷用复合吸附剂导热性能强化

采用混装和添加导热材料强化吸附剂的传热,在高真空重量装置上测定了复合吸附剂的吸附等温线;对吸附剂的吸附和脱附性能进行了差热分析;在吸附制冷循环模拟实验装置上评价了吸附剂传热性能。结果表明:添加导热材料制备的吸附剂导热性能得到了明显改善,吸附床层传热温差降低了23%～30%;复合吸附剂等温线形状没有发生改变,吸附质量分数有所下降;单位质量吸附剂的制冷量提高7.5%～12.5%;混装铁屑的吸附剂制冷量比其单独使用时高24%。     

化学吸附制冷用氯化锶复合吸附剂的制冷性能

对以SrCl₂、活性炭为吸附剂,NH₃为制冷剂所组成的吸附式制冷工质对的吸附性能进行了研究。拟解决SrCl₂吸附剂颗粒强度不高、长期使用后易出现膨胀粉化、吸附床传热传质性能下降等问题,将SrCl₂分别与活性炭、CaSO₄按质量比4∶1复配,进行吸附制冷性能实验。并对SrCl₂的吸附机理及CaSO₄的胶凝作用进行了探讨。实验结果表明：温度是过程的控制因素,在100℃时,SrCl₂/活性炭、SrCl₂/CaSO₄复合吸附剂的单位脱胶凝剂基吸附剂制冷量分别是SrCl₂的2.1倍和1.4倍。对吸附剂比表面积及孔结构进行表征,结果显示：SrCl₂/CaSO₄复合吸附剂的比表面积和孔结构保持良好;SrCl₂/活性炭复合吸附剂的比表面积和孔容明显增大,孔结构得到了改善。     

固体吸附制冷吸附剂的研究进展

简述了固体吸附制冷系统的基本循环原理;综述了近年来国内外在吸附制冷吸附剂方面的研究成果。提出了选用安全、无毒吸附质,开发适合于吸附制冷特点的吸附剂,研究性能良好的、环保型吸附工质对是推动固体吸附制冷技术工业化的关键。     

太阳能吸附式空调固化复合吸附剂性能

测试了氯化钡-膨胀石墨固化复合吸附剂的吸附性能,并对采用该吸附剂的太阳能吸附式空调系统性能进行了分析。实验结果表明,固化复合技术有利于提高吸附剂的传热传质性能,实验中复合吸附剂循环吸附量可高达0.61 kg·kg^-1;同时,加热流体温度、冷却温度、蒸发温度以及反应约束压力对吸附剂性能都有着不同程度的影响。对于采用该复合吸附剂的太阳能空调系统,在加热温度80℃,冷却温度30℃,蒸发温度分别为5、10、15℃时,系统COP 和SCP均随蒸发温度的升高而增大,在15℃时可分别高达0.5和192 W·kg^-1。     

采用固化复合吸附剂的热化学吸附式低温冷冻系统的性能

设计了一种以氯化锰-氨为吸附工质对的热化学吸附式低温冷冻系统,利用膨胀石墨的多孔特性作为复合反应物的添加剂来提高吸附剂的传质性能,同时采用压块固化技术以提高吸附剂的传热性能。实验结果表明,膨胀石墨的添加有效防止了吸附剂的结块和吸附性能的衰减,复合吸附剂吸附量高达0.47 kg NH₃&#8226;（kg salt）^-1;吸附剂与制冷剂之间的化学反应对反应器温度的变化有较大影响,蒸发温度不同导致吸附剂的吸附平台温度不同,且蒸发温度越低,吸附剂吸附合成反应速率越低;当蒸发温度从-35℃上升到0℃时,单位质量吸附剂制冷功率SCP（specific cooling power）从206 W&#8226;kg^-1增大到706 W&#8226;kg^-1。冷却水温度为25℃、蒸发温度为-30℃时,采用该固化复合吸附剂的吸附式低温冷冻系统SCP和COP分别高达350 W&#8226;kg^-1和0.34。     

可低温驱动的凝胶复合吸附剂的制备及吸/脱附性能研究

以丙烯酰胺单体、碳纳米管和无水氯化锂为原材料,通过原位聚合法制备了一种新型复合吸附剂,该吸附剂呈水凝胶形式。采用扫描电子显微镜和同步热分析仪对吸附剂进行表征,并用恒温恒湿箱测试了复合吸附剂的动态吸附/解附性能以及平衡吸附性能。研究表明,凝胶复合吸附剂在25℃和75%RH下,平衡吸附量高达1.75 g/g,是硅胶基复合吸附剂的2.5倍以上;并在45℃环境中解吸出70%的吸附水量;采用线性驱动力模型拟合计算了相同工况的动态吸附速率,与国内外其他复合吸附剂相比,本文吸附剂的吸附速率系数和吸附量均有很大提升。     

Selective sorption of a Ge(IV) oxoanion by composite sorbent with hydrous oxide of cerium

In this work, composite sorbent based on hydrous cerium oxide was used for selective removal of a Ge (IV) oxoanion. Experiments were carried out by batch equilibrium tests and dynamic column sorption. The best sorption capacity of the Ge(IV) anion was reached at a pH of 9, where the sorption capacity was about 1.1 g/L. The negative effect of chlorides and sulfates was not observed in the concentration range of 100–1000 mg/L. The optimal flow rate for Ge(VI) sorption by sorbent CeO₂/XAD-7 was determined to be 6–12 BV/h. For regeneration, 10 BV of 1 mol/L HCl solution was used.     

活性氧化铝基质新型复合吸附剂的制备和储热性能

研制了一种以活性氧化铝为基质、CaCl₂为吸湿盐的新型复合吸附剂,可用于以水为吸附质的热化学吸附储热系统,并对其内部结构、吸附性能和储热性能进行了研究。利用恒温恒湿箱确定出现溶液泄漏现象的最大含盐量,并对30℃和多种相对湿度工况下的动态和平衡吸附特性进行测量,研究了含盐量和相对湿度对吸附剂的吸附特性的影响,结果表明含盐量和相对湿度越大,复合吸附剂的吸水能力越强。利用全自动比表面积与孔隙度分析仪测量材料的比表面积和孔体积,利用同步热分析仪测试了复合吸附剂的储热密度,其中含盐量最高的复合吸附剂的储热密度最高,质量和体积储热密度分别达到0.51 kW·h/kg和610.2 kW·h/m³,具有良好的储热性能。     

非平衡等离子体合成氨研究综述

非平衡等离子体技术是一种能有效降低反应压力和温度的新型合成氨方法。综述了非平衡等离子体合成氨技术的研究历程,包括在低压下采用微波、射频或交、直流高压激发辉光放电和常压下采用介质阻挡放电产生非平衡等离子体进行合成氨研究。此外,针对目前国内外研究现状,对常压介质阻挡放电等离子体合成氨发展方向进行了展望。     

氯化锶非平衡吸附动力学模型及其在制冷中的应用

为了研究氯化锶混合吸附剂-氨气工质对的非平衡吸附动力学模型,对混合比例为4：1（氯化锶：膨胀硫化石墨）的氯化锶-膨胀硫化石墨混合吸附剂的吸附与解吸性能进行了测试与研究。发现其非平衡吸附过程是双变量控制过程而不是单变量控制过程。通过对其等压吸附/解吸过程及解吸滞后现象进行进一步分析,建立了氯化锶混合吸附剂的动力学模型。分别用理论、实验及模型数据拟合吸附制冷过程的COP和制冷量,结果表明,所建立的非平衡动力学模型的拟合结果和实际结果吻合得很好。例如在蒸发温度为0℃、环境温度为25℃、热源温度为90.5℃以上时,拟合COP所带来的最大误差只有1.0%,而理论的平衡吸附性能计算所带来的最大误差为25.8%;理论得到的制冷量比实际值偏高188.1%,而拟合值只比实际值偏高2.1%。     

氯化镁/沸石复合材料的吸附特性及储热性能

制备了一种以13X沸石分子筛为多孔基质材料、氯化镁为反应盐的高性能复合吸附储热材料,并对其吸附性能和储热密度进行了深入研究。使用扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的微观结构和形态特征进行了表征;使用全自动比表面积与孔隙度分析仪（ASAP 2460）测试了复合材料的孔体积;使用恒温恒湿箱对复合吸附材料的吸附性能进行了测试,其中含盐量29%（质量分数）的复合吸附材料达到了0.75 g·g^-1的平衡吸附量,探讨了含盐量和相对湿度对复合吸附材料吸附性能的影响规律;利用激光热导仪（LFA）测试了纯沸石以及复合吸附材料的热扩散系数;利用同步热分析仪（STA）测试了复合吸附材料的储热密度,其中含盐量最高的复合吸附材料质量储热密度达到1628 kJ·kg^-1,体积密度高达412 kW·h·m^-3,定量地分析了氯化镁/沸石复合材料耦合物理吸附、化学吸附与吸收过程的多形态储热密度。     

制冷用木屑基质复合吸附剂的制备及性能测试

为开发出用于吸附式制冷的高性能吸附剂,基于炭化造孔原理制备了木屑氯化钙复合吸附剂,测试了氨气作为制冷剂的吸附性能,考察了原料配比、炭化温度对复合吸附剂性能的影响,并利用扫描电镜和能谱分析仪观察了复合吸附剂的微观形貌和元素分布。结果表明：炭化法制备的复合吸附剂具有丰富的微孔结构,氯化钙的含量高,达到70%以上,而且氯化钙在样本吸附剂中分布均匀;样本吸附剂的烧失率随炭化温度的升高而增加,而样本的吸附量随着炭化温度的升高先增大后减小;样本中氯化钙的含量对吸附量具有重要的影响。样本SB4的最大单位质量吸附剂制冷功率（SCP）达到1418.16 W/kg,前10 min的平均SCP达到876.1 W/kg。实验结果表明,炭化法制备的复合吸附剂不仅解决了氯化钙吸氨过程中的膨胀结块现象,而且增加了传质速率。