离子凝胶复合吸附剂的制备及空气取水性能

制备了一种LiCl复合可得然离子凝胶,并将其首次用于空气取水性能研究。在不同吸附温度、吸附湿度的开式环境中,完成了复合吸附剂的水蒸气吸附特性研究。探究了浸渍盐的质量浓度对复合吸附剂吸附性能的影响。根据目标工况,完成了复合吸附剂组分的优化配比。对优化后的离子凝胶进行了吸附动力学和等温吸附特性研究。结果表明,15% LiCl溶液复合而成的可得然吸附剂综合性能最佳。在35℃&75%RH下,该复合吸附剂的吸附量高达3.30g/g,是传统硅胶复合吸附剂的6.6倍;在55℃&40%RH工况下实现1.66 g/g的水量脱附,是硅胶复合吸附剂的3倍。在25℃&75%RH下,可得然复合凝胶吸附剂的吸附速率K高达3.48×10^-3s^-1;该离子凝胶复合吸附剂的研究,为吸附式空气取水技术提供了基础支持。     

低温吸湿复合吸附剂的制备及吸湿性能

针对冷库结霜严重制约其经济性的问题,化学固体吸附除湿防霜技术逐渐得到重视。本文将对水吸附能力较强的金属卤化物与容易定型且传热传质性能较好的分子筛相结合,制成复合吸附剂,建立了低温情况下吸附材料的吸湿性能测试系统,并进行了大量测试,给出了多种材料在-5℃、-10℃、-15℃下的吸湿量及吸湿速率变化,实验结果表明复合吸附剂的吸附性能与单纯的分子筛相比有了明显的改善,13X型分子筛浸渍浓度20%的Na Br溶液所得试样吸湿量和吸湿速率性能优越,复合过程中损失较少,成本低,可作为复合吸附剂应用于冷库除湿系统中。     

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。     

基于可得然-氯化锂复合吸附剂的除湿换热器热湿性能研究

除湿换热器将换热器与固体干燥剂结合,可显著提高空调系统的除湿效率。干燥剂的吸附特性对除湿换热器的除湿性能有重要影响。研制了可得然-氯化锂复合吸附剂,用ASAP麦克吸附仪及STA同步热分析仪,从等温吸附及动态吸附特性等角度分析了其吸附特性,实现了材料的组分优化,并将优化后的复合吸附剂应用于除湿换热器,验证了该新型除湿换热器高效的深度除湿性能。实验结果表明,可得然复合吸附剂具有深度除湿的能力,即使在30℃、30%RH干燥工况下,其除湿量高达2.65 g/g,吸附速率系数k为2.1×10^-4 s^-1;所制备复合除湿换热器的MRC可以达到3.78 g/kg。本研究实现了除湿性好、循环性能稳定的低成本高性能新型除湿换热器的开发,为深度除湿系统的技术研发提供参考。     

Ce-Zn复合吸附剂的制备及除磷性能研究

以Ce(NO₃)₃·6H₂O和Zn(NO₃)₂·6H₂O为原料,采用共沉淀法制备Ce-Zn复合吸附剂,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其进行表征,对吸附过程进行动力学和热力学拟合,通过正交实验确定吸附除磷的最佳工艺条件,并对吸附剂进行再生处理,研究其可循环利用性能。结果表明,复合吸附剂表面生成了水合氧化铈和氧化锌颗粒,表面粗糙,呈多孔结构;磷酸盐离子取代复合吸附剂表面的金属羟基是吸附除磷的主要原因。除磷最佳工艺条件：磷初始质量浓度为5 mg/L,pH为4,Ce-Zn复合吸附剂投加量为0.07 g、反应时间为240 min;吸附过程符合Freundlich等温模型和准二级动力学方程,反应自发进行,且为吸热反应;利用碱液对吸附剂进行3次循环脱附再生,对磷的去除率保持在90%以上,证明该吸附剂可以循环使用。     

Sr-HAP/CS复合凝胶的制备及生物矿化性能研究

采用化学沉淀法-冷冻干燥法制备含锶羟基磷灰石/壳聚糖（Sr-HAP/CS）复合凝胶,比较羟基磷灰石/壳聚糖（HAP/CS）凝胶,研究了它们的组成、结构和生物矿化性能。产物经IR、XRD和SEM分析证实：HAP/CS和Sr-HAP/CS中无新化学键生成,主要成分为HAP、Sr-HAP和CS;XRD中Sr-HAP的特征峰比HAP相应峰尖锐,晶体粒径减小;2种凝胶内部为网状孔隙结构,物相分布均匀。矿化实验结果表明,2种复合凝胶在模拟体液（SBF）中浸泡,表面发生钙的溶解和沉积现象;15 d后,凝胶表面有明显白色絮状物,主要为HAP类物质,且Sr-HAP/CS凝胶表面沉积物量较多;复合凝胶均具有诱导成骨性,Sr-HAP/CS对促进无机成骨物的生长作用较强。     

蒙脱石/活性炭复合吸附剂的制备及对氨氮吸附性能的研究

通过羧甲基纤维素钠(CMC)作为黏结剂制备蒙脱石/活性炭复合吸附剂,并通过单因素法探讨不同吸附时间、不同复合吸附剂添加量和反应温度对废水中氨氮的吸附效果影响.结果表明,当羧甲基纤维素钠(CMC)添加量为10％时,制备的复合吸附剂散失率较低,同时对氨氮吸附率最高.通过添加10％羧甲基纤维素钠(CMC)黏结的蒙脱石/活性炭...     

石墨烯气凝胶/二十烷相变材料的制备及性能研究

以氧化石墨烯（GO）,二十烷（Eicosan）为原料,先采用胶体团聚法制备还原-氧化石墨烯气凝胶,再通过自扩散获得了还原氧化石墨烯气凝胶/二十烷复合相变材料,研究了复合材料与性能的关系。采用热重和差示量热扫描仪测试了二十烷和复合材料的热性能,确认了二十烷质量分数对复合材料的焓值的关系以及相变循环次数对材料稳定性的影响。结果表明：复合材料的焓值与二十烷的质量分数成正比;经过50次相变循环后,PCM4仍然保持稳定性。导热性能分析表明, 还原氧化石墨烯气凝胶可以改善二十烷的热导率。此外,通过太阳光模拟测试,计算出复合材料的光热转换效率为55%。     

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。     

空气中取水用的新型复合吸附剂的吸附和解吸性能

介绍了一种便携式吸附空气取水器 ,以及为了改进现有吸附剂的取水性能研制的一种由粗孔球形硅胶和氯化钙组成的新型复合吸附剂SiO2 ·xH2 O·yCaCl2 ,对氯化钙质量分数分别为 34.9%和 4 3.3%的复合吸附剂样品A ,B。在 2 5℃相对湿度 5 0 %空气中 ,对两个样品和常用吸附剂进行了吸附对比实验 ,结果表明 :复合吸附剂B的平衡吸附量xe 可达 0 .4 5 15kg kg ,是粗孔球形硅胶的 4 .9倍、细孔球形硅胶的 2 .0倍、分子筛 13X的2 2倍。吸附曲线和 80℃下的解吸曲线表明复合吸附剂具有更高的吸水量、更快的吸附和解吸速度 ,可用太阳能加热解吸 ,是一种理想的取水用吸附剂。     

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。     

常温碘甲烷吸附剂的研制及其动力学研究

制备了一种常温脱碘剂,在固定床反应器中研究了该脱碘剂与碘甲烷气体的床层反应动力学,并在此基础上推导出了床层动力学方程。研究结果发现,实验值与计算值十分吻合,可用于实际计算。     

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。     

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。     

壳聚糖/聚乳酸复合膜的制备及其吸附性能

为了减小水处理废弃膜对环境的危害,以静电纺聚乳酸(PLA)纤维膜为基底层,采用浸涂的方式将壳聚糖(CS)涂覆层与PLA基底层复合形成了CS/PLA复合膜。采用SEM、XRD对其进行了表征。考察了CS与PLA体积比对膜性能的影响。结果发现,当CS和PLA体积比为7∶5时,CS涂覆层表面致密且平整,其厚度为7μm,CS/PLA复合膜的拉伸强度为2.55 MPa,断裂伸长率为24.96%,纯水通量为115.32 L/(m²·h),对酸性染料的渗透通量为99.43 L/(m²·h),吸附率达96%;对牛血清蛋白和卵清蛋白的吸附率分别为86%和84%;对Cu²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺的平衡吸附量分别为165.00、248.54和307.83 mg/g。     

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•（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•kg^-1增大到706 W•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•kg^-1和0.34。     

复合吸附剂MWCNT/MgCl2的水蒸气吸附性能

通过研磨将多壁碳纳米管分别与质量分数为30%、40%和50%的无水氯化镁复合,制备了3种不同配比的复合吸附剂MWCNT/MgCl₂。采用数字化扫描电子显微镜（SEM）观察复合吸附剂表面材质的结构样貌,通过Hot Disk热常数分析仪测得复合吸附剂的热导率,使用恒温恒湿箱选取具有代表性的温湿度,测试复合吸附剂在不同工况下的水蒸气吸附性能,并采用准二级动力学模型对25℃、50% RH工况下的实验数据进行拟合,应用Autosorb-IQ全自动气体分析仪测试了三种样品在25℃下的等温吸湿曲线。实验结果表明,相同温湿度工况下,随着氯化镁含量增加,复合吸附剂的吸附量提高,25℃、50% RH下氯化镁含量为30%、40%和50%的复合吸附剂M1、M2和M3的吸附量分别为0.62、0.79和0.94 g/g;恒定湿度为50% RH,温度变化为15~35℃时,复合吸附剂吸附量受温度和饱和水蒸气分压力的双重影响,表现为先增加后减小;温度固定为25℃,相对湿度从50% RH增加到80% RH时,复合吸附剂吸附量均大大提升;复合吸附剂在35℃、25% RH中高温、低湿条件下仍表现出较好的吸附能力;在相对压力P/P₀为0.3时,M1、M2和M3的吸附量分别为0.24、0.25和0.30 g/g,随着吸附压力的增加,复合吸附剂的吸附量也不断提升,最大吸附量分别达到3.54、3.75和4.42 g/g。复合吸附剂MWCNT/MgCl₂的制备研究,为吸附剂的性能研究提供了基础,对太阳能吸附式空气取水的研究具有潜在意义。     

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.