ZnX分子筛的制备及对NH_3-H_2O吸附分离的考察

以锌盐对13X分子筛进行离子交换制备ZnX分子筛,初步考察了制备条件的影响及ZnX分子筛对NH_3-H_2O共存体系中NH_3的选择吸附能力,经一定处理的ZnX分子筛对NH_3的选择吸附能力比13X分子筛高七倍多。     

CO_2和CO在分子筛与活性炭上的吸附平衡

本文分别用静态称重法测定了CO_2和CO在5A,13X,NaY分子筛与活性炭上的吸附等温线,用流动法测定了CO_2-N_2体系中CO_2在13X分子筛与活性炭上25℃时的吸附等温线以及透过曲线（break-through curve）。吸附等温线分别用Langmuir方程和Freundlich方程回归。     

改性分子筛吸附2,2-二甲基丁烷的运行参数研究

M-13X分子筛是13X分子筛经过改性后得到的,具有更好的吸附效果,基于静态吸附试验装置,通过单因素实验得到M-13X吸附2,2-二甲基丁烷时的最佳运行参数为70℃、60%填充率、0.2 MPa、吸附30 min;通过动态吸附,得到了M-13X分子筛的吸附穿透曲线和饱和吸附量;研究通过改变环境温度,得到了M-13X分子筛的吸附等温线。这些研究结果为吸附法处理有机废气的工艺设计提供了参考。     

LiX沸石分子筛的铈离子改性研究

采用阳离子交换法对Li X沸石分子筛进行Ce⁽³⁺⁾改性,制得不同Ce(3+)改性,制得不同Ce⁽³⁺⁾交换量的Ce Li X沸石分子筛。通过XRD、SEM、BET、XRF对Ce Li X沸石分子筛进行表征,通过气体吸附仪测得了Ce Li X沸石分子筛在25℃下对氮气、氧气的吸附等温线。结果表明,Ce(3+)交换量的Ce Li X沸石分子筛。通过XRD、SEM、BET、XRF对Ce Li X沸石分子筛进行表征,通过气体吸附仪测得了Ce Li X沸石分子筛在25℃下对氮气、氧气的吸附等温线。结果表明,Ce⁽³⁺⁾通过离子交换法可以替换Li X沸石分子筛中的非骨架Li+,Ce(3+)通过离子交换法可以替换Li X沸石分子筛中的非骨架Li+,Ce⁽³⁺⁾的引入不会改变其原本的晶体结构,且能显著提高Li X沸石分子筛对O2/N2的吸附选择性。     

NO与NH_3在不同构型分子筛催化剂中吸附和扩散的分子模拟

基于巨正则蒙特卡洛和分子动力学,对NH_3-SCR反应体系中吸附质分子(NO与NH_3)在不同拓扑结构沸石分子筛(LTL、FER、LEV、BEA、MOR、FAU、CHA和MFI)上的吸附和扩散特性进行系统研究。结果表明,对于全硅分子筛而言,其分子筛的拓扑结构影响NO与NH_3在分子筛上的吸附,综合吸附量及吸附作用能发现,MFI和LEV分子筛对NO具有较优的吸附特性;MFI和BEA分子筛对NH_3具有较优的吸附特性。研究了Si与Al物质的量比对BEA分子筛吸附性能影响,结果表明,随着Si与Al物质的量比降低,分子筛自由体积逐渐增加,进而有助于分子筛催化剂对NO和NH_3的吸附。采用分子动力学模拟计算NO与NH_3在不同构型全硅分子筛上的扩散系数,发现具有三维直通道且孔径较大的分子筛催化剂有利于NO和NH_3在其孔道内部的扩散,MFI虽然具备三维孔道结构,但由于存在Z型交叉通道,一定程度阻碍了反应物分子的扩散。     

CH4/CO2混合组分在13X分子筛上的吸附平衡及分离性能

采用高精度智能重量分析仪IGA-100对13X分子筛进行CH4、CO2的吸附分离实验。于298、310、326 K温度下,分别测定了CH4、CO2纯组分及混合组分的吸附等温线。纯组分吸附等温线用DL(Double-Langmuir)模型拟合,并通过DL-IAST(Ideal Adsorbed Solution Theory,IAST)模型与实验测定值进行比较。利用该模型计算出不同温度下混合气中各组分的吸附量,得到了CO2的吸附选择性。结果表明,DL-IAST模型可以准确地描述CH4、CO2在13X分子筛上的吸附行为。在298 K时,随着压力的增加,CO2的吸附选择性增加,最后稳定在80左右;当温度一定时,CO2吸附选择性随着混合物中CO2浓度增加而减小。     

磷化氢在改性13X分子筛上的吸附行为

为回收工业废气中的磷化氢(PH3)并资源化,采用浸渍法制备了一种CaCl2改性13X分子筛吸附剂,通过容积法研究了25—70℃PH3气体在改性13X分子筛上的等温吸附行为。结果表明,在实验条件范围内25,40,55,70℃下PH3的饱和吸附量(质量分数)分别为2.528,1.901,1.591,0.925mg/g。Freundlich吸附等温方程很好地模拟了改性13X分子筛对PH3的等温吸附,Langmuir和Henry吸附等温方程对吸附平衡数据的拟合效果不佳表明了改性13X分子筛表面吸附位的不均匀分布。当初始吸附量为0.10mg/g时,等量吸附热值最大,为17.81353kJ/mol,即等量吸附热不超过18kJ/mol,过程为物理吸附,便于PH3气体的解吸。     

13X沸石分子筛对低浓度CO2动态吸附

目前对于吸附分离技术应用于高压、低浓度CO₂脱除的研究还较少,在进行相应吸附脱碳工艺设计时也缺少相关的参考数据。为探究13X沸石分子筛对低浓度CO₂的动态吸附性能,本文利用动态吸附实验的方法,探究不同条件下低浓度（摩尔分数3%）CO₂气体在13X分子筛上的动态吸附性能,得到不同压力、温度、气体流量、填料高度及分子筛规格（尺寸、形状）等因素影响下的13X分子筛对于CO₂气体的动态吸附规律及相应的性能指标参数。结果表明：随着吸附压力的升高,13X分子筛的CO₂吸附量增加但增量逐渐减小;降低吸附温度、减小气体流量和增加填料高度均有利于增强13X分子筛的动态CO₂吸附性能,提高吸附脱碳效果,其中温度及填料高度的变化对于CO₂吸附的影响程度最大;实验还发现小尺寸及条状13X分子筛的动态吸附脱碳性能优于其他规格,并根据其特定条件下的出口CO₂浓度为50mL/m³时的CO₂吸附量指标,给出吸附剂用量与液化天然气（LNG）脱碳工艺处理量的关系系数。     

分子筛吸附甲基丙烯酸甲酯中微量水分的研究

研究了3A，4A，5A和13X4种型号分子筛对甲基丙烯酸甲酯中微量水分的静态吸附的动力学性能，做出了4种型号分子筛的吸附动力学曲线；对其结果进行了分析讨论。并进一步研究了13X型分子筛的吸附温度和吸附剂用量对其饱和吸附量的影响。结果表明，13X型分子筛的吸附效果优于3A，4A和5A型分子筛；其在25℃时吸附效果最好，饱和吸附量最大，吸附速率也最快，分子筛的最佳用量为0．4g／mL。FTIR证明13X分子筛同时还吸附了一定量的对苯二酚。     

LiX沸石分子筛的铈离子改性研究

采用阳离子交换法对Li X沸石分子筛进行Ce~(3+)改性,制得不同Ce~(3+)交换量的Ce Li X沸石分子筛。通过XRD、SEM、BET、XRF对Ce Li X沸石分子筛进行表征,通过气体吸附仪测得了Ce Li X沸石分子筛在25℃下对氮气、氧气的吸附等温线。结果表明,Ce~(3+)通过离子交换法可以替换Li X沸石分子筛中的非骨架Li+,Ce~(3+)的引入不会改变其原本的晶体结构,且能显著提高Li X沸石分子筛对O2/N2的吸附选择性。     

丙烷在不同硅铝比的NanZSM-5型分子筛上的吸附性质的分子模拟

用巨正则系综蒙特卡罗（GCMC）和构型偏倚蒙特卡罗（CBMC）相结合的分子模拟方法,研究了丙烷在不同硅铝比的NanZSM-5型分子筛中的吸附性质,并建立了丙烷在不同硅铝比的NanZSM-5型分子筛上的双点Langmuir等温线模型。计算结果显示,模拟结果与文献报导的实验结果相吻合,分子筛骨架上的硅铝比对丙烷的吸附量和吸附等温线无明显影响,并证实双点Langmuir等温线模型能较好地描述丙烷在不同硅铝比的NanZSM-5型分子筛上的吸附性质。     

固体吸附除湿剂的制备及性能研究

针对固体吸附除湿制冷的特点,开展了高效除湿剂的制备及性能研究。通过正交实验优选出吸附剂的原料配比和制备条件;测定了吸附剂的吸附容量及吸附等温线;对自制吸附剂及13X分子筛的脱附过程进行了热分析研究。结果表明:自制复合型吸附剂NW—162和NW—164的吸附性能优于13X和5A分子筛等常规吸附剂,其中平衡吸附量大于0.7kg·kg~(-1),峰顶温度低于13X分子筛50℃左右,是有着良好应用开发前景的高效固体除湿剂。     

CTMAB-13X分子筛的制备及对水中甲基橙的吸附

用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对13X分子筛进行改性制备CTMAB-13X分子筛,研究了不同条件下CTMAB-13X分子筛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:CTMAB-13X分子筛投加量为0.1 g/L,吸附时间10 min后对甲基橙吸附可达平衡,此时去除率达到88.9％.CTMAB-13X分子筛吸附容量为275mg/g,高于活性炭的182 mg/g.Zeta电位分析说明经阳离子表面活性剂CTMAB改性的13X分子筛表面带正电,对水中带负电的酸性染料甲基橙有较强的吸附效果.由红外吸收光谱(FTIR)看出CTMAB的特征峰出现在CTMAB-13X分子筛中,说明CTMAB接枝改性到13X分子筛表面.分析X-射线图谱得出CTMAB改性剂没有破坏13X分子筛自身的晶体结构,进一步证明CTMAB是接枝在分子筛表面.从扫描电镜(SEM)可以看出改性后的CTMAB-13X分子筛更为分散,因此可以为染料分子提供更多的吸附点位.激光粒度测定结果表明CTMAB-13X分子筛平均粒径Dav由17.45 μm下降到12.41 μm,比表面积(S/V)由5143.69 cm2/cm3增大到7752.48 cm2/cm3,与SEM分析结果一致.     

无模板剂多级孔Ni-ZSM-5分子筛制备及其吸附噻吩性能

采用无模板剂法制备了多级孔Ni-ZSM-5分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、N_2吸附-脱附和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等方法表征分子筛晶体结构、形貌、孔结构参数及表面酸性。以噻吩为模型分子考察了分子筛吸附性能,并进行了吸附热力学和吸附动力学分析。结果表明,无模板剂多级孔Ni-ZSM-5分子筛的吸附量高于微孔ZSM-5分子筛和多级孔ZSM-5分子筛吸附量,吸附噻吩过程受到扩散及化学吸附两方面因素影响。在Ni-ZSM-5分子筛表面吸附是单分子层占主导地位的化学吸附,303 K时,最大吸附硫容为0.342 mmol/g;该吸附过程符合准n级动力学模型,级数为1.5。     

噻吩、苯和正辛烷在Y型分子筛上的选择性吸附

采用重量法测定了温度为373 K、335 K和302 K时,噻吩、苯和正辛烷在NaY分子筛及CeY分子筛上的吸附等温线。结果表明,各温度下,噻吩在NaY分子筛和CeY分子筛上的饱和吸附量基本相同,并且其吸附量相对于苯和正辛烷较大。苯和正辛烷在CeY分子筛上的饱和吸附量很小,且较NaY分子筛上的吸附量明显的下降。CeY分子筛对噻吩有更高的选择性。     

锂离子交换ZSM–5型分子筛中水分子吸附特性的分子模拟

用巨正则系综 Monte Carlo(grand canonical assemblage Monte Carlo, GCMC)模拟方法计算了水在 HZSM–5 型分子筛中的吸附热,计算结果与文献报道的实验结果吻合得较好。模拟了水在经锂离子(Li )交换后的 ZSM–5 型分子筛上的吸附等温线。在此基础上,进一步预测了水在不同硅铝摩尔(下同)比的 LinZSM–5 型分子筛中的吸附性质。计算结果显示:分子筛骨架上的硅铝比显著影响水的吸附量和等温吸附曲线,随着硅铝比的减小,分子筛中的自由体积减小,对水的吸附量增加。水分子的主要吸附位置是在 Li 和铝原子的周围,LinZSM–5 型分子筛中存在着 1 个主要的吸附位点。Li 等金属阳离子的交换能有效降低水的吸附热。在吸附量相同的条件下,水的吸附热随着硅铝比的升高而降低。     

双柱定容容量法测定气固吸附相平衡

本文提出的方法可用于测量真空及压力下单组分或多组分易达平衡的气固吸附相平衡。对多组分,用安装于柱内的小风机强制气体循环达到均匀吸附。测定了O_2、N_2及其混合物在13X分子筛上298K及308K时的吸附等温线,平衡压力达600kPa。其真空下的吸附量与Cahn 2000电天平的实验结果进行对比,吻合很好。文中对方法的灵敏度进行了分析。     

轻石脑油中C_6烷烃在5A分子筛上的吸附/脱附等温线研究

测定了轻石脑油中正、异构C6烷烃在5A-1分子筛上的低温(25～80℃)及高温(150～300℃)吸附/脱附等温线,分析了吸附温度、吸附压力、脱附压力对5A-1分子筛吸附/脱附性能的影响。结果表明:正己烷在5A-1分子筛上低温(25～80℃)及高温(150～300℃)下的吸附等温线均为I型吸附等温线,且随着吸附温度的升高,等温线优惠程度逐渐降低。吸附温度25℃、平衡压力7.5kPa时,异构C6烷烃在5A-1分子筛上的吸附量较小,对正己烷平衡吸附量影响不大。对于轻石脑油中的C_6烷烃来说,较适宜的吸附温度优选200～250℃,在该温度范围内,正己烷平衡吸附量为5.68～9.03g/(100g);脱附压力为1.4 kPa时,正己烷脱附量为0.69～2.35g/(100g),能够满足变压吸附的操作要求。     

正庚烷在5A分子筛上的高温吸附/脱附及扩散性能

用智能重量分析仪(IGA-100)在较高温度下测定了5A分子筛(自制)对正庚烷吸附/脱附等温线及其滞后环;计算TIE庚烷在5A分子筛上的吸附热和吸附、脱附扩散系数,分析了正庚烷在5A分子筛微孔内吸附作用.结果表明:吸附温度升高,正庚烷吸附等温线优惠程度明显降低,有吸附滞后环;在523 K下,5A对正庚烷的平衡吸附量为0...     

Cu(Ⅰ)—NaY分子筛的制备及乙烯、乙烷在该分子筛上吸附平衡的研究

用离子交换方法制备了铜交换的分子筛,研究了将二价铜还原为一价铜的方法。测量了在不同温度下乙烯和乙烷在NaY及Cu(Ⅰ)—NaY分子筛上的吸附等温线,研究了在化学吸附和物理吸附同时存在时的吸附平衡并提出了相应的模型,该模型能满意地关联乙烯在Cu(Ⅰ)—NaY分子筛上的吸附等温线。