碳沉积法制空分用碳分子筛的研究

用碳沉积法对空分用碳分子筛的孔隙结构进行了调整，首先用煤焦油馏分油的有机溶液浸渍原料碳分子筛；然后在氮气保护下进行热处理，使吸附的烃类分子热裂解积碳从而实现碳分子筛孔隙结构的调变，研究了碳沉积条件对碳分子筛的空分性能、微孔孔容及对Ｏ２、Ｎ２气体在碳分子筛中扩散的影响，结果发现，碳沉积减少了炭分子筛中孔径大于０．４０ｎｍ的微孔数量，降低了Ｏ２、Ｎ２分子在炭分子筛中的扩散速度；在最佳工艺条件下制得的炭     

球形活性炭和球形树脂对不同VOCs的吸脱附特性研究

为探究多级鼓泡流化床吸附工艺中吸附剂的选择依据,本研究选取3种商业球形吸附剂作为实验材料,分别考察乙醇、乙酸乙酯、环己烷和二甲苯在上述吸附剂上的吸脱附行为,比较分析了吸附剂不同理化性质对吸附特性的影响。实验结果表明:吸附剂孔道结构和表面官能团都会影响吸附质的动态吸附特性,具有更大微孔容积、更小微孔分布的吸附剂对吸附质的动态吸附性能更好;吸附剂的表面官能团类型会对不同吸附质的吸附产生影响。对于实验所考察的4种吸附质,3种吸附剂在脱附温度达到160°C后均可脱附完全,符合实际应用要求。本研究工作对多级鼓泡流化床吸附工艺的开发及吸附剂的选择具有指导意义。     

污泥与煤混烧的孔隙结构特性

用N2气体吸附/脱附法对污泥与煤的孔隙结构特性进行了研究.研究结果表明,随着燃烧的进行,燃料颗粒的比表面积呈现出先增加后减小的趋势,在污泥比例为30%时比表面积变化最快;不同混合比例试样的吸附等温线均为Ⅱ型等温线或包含Ⅱ型等温线,各试样均具有小至分子级、大至无上限孔（相对而言）的较连续的完整孔系统;污泥的孔径较大,微孔...     

煤焦孔隙特征对挥发性有机物吸附特性影响的分子模拟研究

为了减轻挥发性有机物(VOCs)对生态环境和人体健康的危害，针对煤焦吸附VOCs过程进行了分子模拟，研究煤焦微观理化结构特性尤其是孔隙结构对VOCs吸附特性的影响规律。基于煤焦分子建模与分子反应动力学模拟，构建了具有不同孔隙特征的煤焦分子模型，通过蒙特卡罗方法模拟VOCs在两种孔结构煤焦中的吸附特性与反应过程。所构建的煤焦微孔模型中仅有微孔，而中微孔模型在微孔基础上耦合了中孔结构。模拟结果表明：微孔是影响小分子VOCs吸附稳定性和吸附量的主要因素，中孔的加入不会显著增加吸附量，有时反而会使VOCs吸附性能略微降低。不同吸附质间影响吸附的主要因素为分子量与极性，分子量越大，极性越小，在煤焦中的吸附效果越好。研究结果对重构优化煤焦微观孔隙结构，提高VOCs吸附性能具有参考价值。     

煤储层孔隙结构与甲烷吸附能量变化的非均质性特征

煤储层具有复杂的孔隙结构，在吸附甲烷气体过程中伴随能量变化。为研究煤储层孔隙和甲烷吸附过程中能量变化的非均质特性，使用分形维数分析煤孔隙的非均质性，运用吸附势和表面自由能理论分析等温吸附过程中的能量变化非均质性。结果表明：PY-1、PB-1、PB-2样品主要发育微孔，PY-2样品主要发育大孔，不同样品的孔隙分布差异明显；微孔是吸附甲烷的主要场所，但并非是影响甲烷吸附量的决定因素。煤的孔隙结构和本身性质影响了煤吸附甲烷的非均质性选择，镜质组含量越高，孔隙结构越复杂，孔隙分形维数越大，非均质性越强；甲烷吸附量越高，吸附势和表面自由能变化越大。     

构造煤微观结构对其吸附特性的影响实验

为研究构造煤孔隙微观结构及其对瓦斯吸附的影响,采用压汞实验及PCT高压吸附实验,针对澄合矿区典型构造煤煤样进行孔隙结构分析及吸附特性测定,通过实验数据计算煤样孔隙体积及表面分形维数,分析构造煤微观孔隙结构对瓦斯吸附特性及吸附常数a、b值的影响。研究结果表明:煤样总孔容以大孔贡献为主,总比表面积微孔占比最高,各煤样间大、中、小及微孔占比基本相近,煤样坚固性系数与其总孔容成反比;吸附常数a与煤样微孔孔容、比表面积呈正相关关系,吸附常数b随着煤样大孔孔容占比、微孔占比的增大而增加;随着总比表面积增加,单位质量煤瓦斯吸附量逐渐增加,即微孔比表面积越大,瓦斯吸附能力越强;煤样孔隙体积及表面分形维数均可分为两部分,大、中孔隙分形维数在2～3之间,该段分形特征较为明显且孔隙结构复杂,孔隙体积分形维数与吸附常数a呈正相关关系。     

柴东石炭系页岩微观孔隙结构与页岩气等温吸附研究

基于柴达木盆地东部石炭系泥页岩的孔隙结构分析,结合甲烷和二氧化碳在泥页岩中的高压等温吸附实验,对超临界条件下页岩气等温吸附特征进行研究,探讨页岩气的吸附机制。结果表明:柴达木盆地东部石炭系泥页岩具有多尺度孔隙结构,微孔比较发育,微孔比表面积对BET比表面积有较大的贡献;甲烷Langmuir吸附量随微孔比表面积或微孔体积的增加而增加,两者呈正相关性,同时受到微孔大小分布的影响;在超临界条件下,简单的Langmuir方程可近似拟合甲烷吸附的实验数据,而修改的微孔充填(Dubinin Radushkevich,D-R+K)超临界吸附模型对甲烷和二氧化碳吸附数据的拟合效果最好;吸附气可能主要以微孔充填的方式存在,而微孔为吸附气的主要储集空间。     

PSA—空分制氮工艺的应用

PSA—空分制氮是一种较好的制氮工艺。PSA空分制氮设备,以空气为原料,以碳分子筛为吸附剂,运用变压吸附原理(PSA),利用充满微孔的分子筛,对空气进行选择性吸附,从而达到氧氮分离的目的。PSA—空分制氮可以为PVC生产提供了保质保量的氮气,同时降低了运行费用。     

吸液驱气法对微孔材料的表征

为了提供一种高效描述多孔材料的方式,以水和乙醇为液体探针,N_2、O_2和CO_2为气体探针,在303 K和常压下研究了3种吸附剂(AC、CMS和ZSM)的吸液驱气行为.引入一种描述微孔吸附剂吸液驱气过程的动力学模型去拟合吸液驱气曲线,用于提取定量化信息.结果表明,吸液驱气法对于吸附剂、液体探针以及气体探针的改变十分敏锐.气体驱替量随着时间推移变化的曲线与吸附剂的孔隙结构和表面性质关系密切,同时也与涉及的液体和气体探针的性质有关.吸液驱气曲线能够通过平衡驱气量V_e提供微孔容积和吸附质气体密度的相关信息,通过微孔扩散速率系数k_1指示微孔和流体探针分子尺寸的相对大小以及气体分子的吸附状态.吸液驱气曲线还能够反映吸附剂孔径分布的均一性、液体探针与吸附剂的亲和性以及气体探针分子在吸附剂微孔内的吸附密度.     

壳聚糖对甲醇吸附及脱附性能的研究

以致孔剂聚乙二醇为添加剂,制备出一种具有微孔结构的颗粒状壳聚糖吸附剂,并研究了其对甲醇的吸附及脱附性能．结果表明,这种具有微孔结构的壳聚糖颗粒对甲醇具有很强的吸附能力,在室温（３１ ℃） 下,其饱和吸附量达１ ７９０ ｍｇ／ｇ ．同时,它在一定时间内能将甲醇大部分脱附．显示利用壳聚糖制作甲醇吸附剂的潜在应用前景     

氨在活性炭-膨胀石墨混合吸附剂上的吸附平衡分析

为研制氨吸附制冷用活性炭-膨胀石墨的混合吸附剂,选用椰壳活性炭和可膨胀石墨,初步分析了氨在膨胀石墨添加比率为50%的混合吸附剂上的吸附平衡．吸附剂试样首先经由77 K液氮在其上吸附数据的结构表征,然后应用根据容积法原理建立的吸附平衡测试装置,在温度293.15~303.15 K、压力0~1 MPa,测试了氨在试样上的吸附平衡数据,并通过等量吸附线标绘和Dubinin-Astakhov方程的模型分析,研究了氨在混合吸附剂上的吸附平衡．结果表明,添加膨胀石墨减小了混合吸附剂的比表面积和微孔容积,Dubinin-Astakhov方程在平衡压力较高区域的预测精度可达到4%,氨在混合吸附剂上的等量吸附热为16.94～27.78 kJ/mol．添加膨胀石墨必须兼顾混合吸附剂的吸附容量和传热传质性能．     

凹凸棒石吸附剂对水和乙醇的吸附平衡计算

本文利用高真空重量法测定了凹凸棒石吸附剂对水、乙醇的吸附等温线,提出了吸附剂对水、乙醇的吸附过程是微孔体积填充。根据微孔体积填充理论,在吸附体系满足特征曲线温度不变性条件的基础上,凹凸棒石吸附剂对水、乙醇的吸附子温线可用0=exp[-(a/e)~n]进行计算。利用计算机对实验数据进行拟合,得出了具体的计算公式。理论值与实验点吻合较好。     

填埋场污泥灰改性黏土衬垫镉离子吸附与迁移特性

针对填埋场黏土衬垫受重金属离子侵蚀的现状,采用污泥焚烧灰掺入黏土中制成改性黏土,在室内模拟填埋场衬垫受Cd(Ⅱ)污染的工况,通过静态平衡吸附试验,评价改性黏土对Cd(Ⅱ)的吸附效果;通过低温氮气吸附试验,分析改性黏土吸附Cd(Ⅱ)后的孔隙结构变化规律;通过污染物阻滞试验评价改性黏土阻滞污染物下渗的能力.结果表明:改性黏土对Cd(Ⅱ)的吸附属于Langmuir吸附模型,含污泥灰的改性黏土对Cd(Ⅱ)的理想最大吸附量增加31.9%~47.5%;吸附Cd(Ⅱ)后的改性黏土吸附-脱附等温线属于Ⅳ型,并出现H3型滞回环,污泥灰掺量3%试样的比表面积为109.90 m2/g,比未掺污泥灰试样大14.9%;土层孔隙水中Cd(Ⅱ)的浓度随着土层深度的增加而减少,深度达到17 cm时,孔隙水中已无法检出Cd(Ⅱ)的存在,在相同土层深度处,含污泥灰试样的孔隙水中Cd(Ⅱ)浓度低于未掺污泥灰试样.     

煤焦孔隙结构的表征及分析方法的构建

为建立能真实反映煤焦比表面积和孔隙结构的分析方法,分别以N2、Ar和CO2作为吸附质测定淮南煤焦的吸附等温线,并采用多层吸附模型(BET)、孔径分布模型(BJH)和非定域密度函数理论(NLDFT)模型计算煤焦的比表面积和孔隙结构。结果表明:淮南煤焦含有连续分布的微孔和介孔,孔形以狭缝形孔和一端封闭的盲孔为主。由于四极矩的存在导致以N2为吸附质时测得的吸附量、比表面积和孔容较Ar大;BET模型主要用于介孔材料孔结构的分析,用于样品中的微孔分析时,其分析表面积偏小。表征多孔碳材料,特别是含有复杂无序的孔隙结构的物质时,一种较为合适的方法是:首先,以Ar作为吸附质,判断煤焦中介孔的孔形及孔径分布,并采用NLDFT模型对煤焦在介孔范围内的比表面积和孔体积进行计算;然后,以CO2作吸附质对煤焦的微孔进行分析,通过NLDFT模型获取煤焦微孔范围内的比表面积和孔结构等参数。     

碳分子筛已在长兴化工厂工业化生产

长兴化工厂在上海化工研究院合作下,碳分子筛生产已达到工业化程度。1986年该厂生产碳分子筛20吨,今年计划生产100吨。空分制氮用的碳分子筛是国际上近年来开发的一种新型非极性吸附剂。它以空气为原料,通过一级变化吸附,可制得不同浓度的富氮气体。应用碳分子筛制氮比深冷法简便、节能、投资省、成本低,因而可广泛应用于金属热处理、化工等保护气氛,以及食品、果蔬、粮食的保鲜贮藏等领域。     

壳聚糖衍生物固定床中Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了壳聚糖衍生物固定床对Cu(Ⅱ)的吸附性能,考察了改性前后吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附容量,以及改性后壳聚糖吸附剂在不同pH值、Cu(Ⅱ)浓度等条件下吸附过程的穿透曲线.结果表明:改性后的吸附剂吸附性能大大改善,改性前后吸附剂的吸附量分别为1.86×10-3mol/g和2.07×10-3mol/g,改性后吸附带长度与改性前相比减少了0.95 cm;pH值增大、Cu(Ⅱ)溶液浓度增大有利于提高吸附柱利用率.     

石墨纤维表面与孔隙的结构表征及分形性质分析

为了研究和分析石墨纤维表面与孔隙的结构和分形性质,采用场发射扫描电子显微镜、电感耦合等离子体发射光谱仪、全自动物理吸附分析仪对其进行测试与表征.研究结果表明:石墨纤维以圆柱状存在,直径约为12～18 μm,表面较光滑,缺陷较少,有利于气体吸附;石墨纤维碳的质量分数约为95.86 %,还含有少量的N、H、O、S和微量的Ca、Fe、Mg、Si、Al等元素,生产过程中留下的孔道不多;石墨纤维的比表面积较大,其微孔体积占总孔体积的97.98 %,平均孔径在微孔区域,且孔径分布较窄,包含大量0.84 nm左右和少量1.21 nm左右的微孔,较丰富的微孔结构使其具有良好的吸附性能;石墨纤维的表面与孔隙具有较好的分形特性,分形维数分别为2.11和2.99,是一种有工业前景的吸附材料.     

基于分形理论的粉煤灰渗透率研究

以冻干法制作的粉煤灰不扰动试样为对象,研究粉煤灰的孔隙结构,利用显微数码成像技术、专业图像处理技术,结合分形理论得到了粉煤灰孔隙半径分布分维数,并分析了粉煤灰孔隙结构具有多重分形的原因.利用毛细管束模型和Poiseuille方程推导了粉煤灰的渗透率与孔隙半径分布分维数之间的定量化函数式.由参数分析可知粉煤灰的渗透率随最大孔隙半径及拐点孔隙半径的增大而增大、并且随区间Ⅰ和区间Ⅱ的孔隙半径分布分维数的增大而减小.     

新疆阜康矿区煤层孔隙结构特征的氮吸附实验研究

为研究新疆阜康矿区主采煤层吸附孔孔隙结构特征,选取该矿区四个典型煤样,基于低温氮吸附实验绘制了煤样的吸附解吸等温线,得到煤的孔隙直径,采用BET模型和BJH模型计算了孔隙比表面积和体积等参数,分析了煤样孔隙比表面积及体积分布规律。结果表明:新疆阜康矿区煤的吸附解吸等温线回滞环很小,吸附孔以一段开口的均匀圆筒形孔为主。煤样吸附孔发育程度差别明显,导致各煤层对瓦斯吸附储存能力有所不同。各煤样孔径分布较为均衡,比表面积以过渡孔占比最大,其次为微孔及中孔;过渡孔和中孔的孔隙体积占比较大,微孔较小。煤样孔隙体积分布规律基本一致,比表面积在过渡孔和中孔范围内分布规律相同,微孔范围内分布差异较大。     

板栗壳棕色素的吸附树脂法精制

采用大孔吸附树脂分别对以水和乙醇为溶剂制得的板栗壳棕色素Ⅰ和色素Ⅱ进行精制,确定了色素Ⅰ以Ｄ４０２０,色素Ⅱ以ＮＫＡ－９为吸附剂,并对精制效果作了评价。本文为吸附树脂在色素中的应用提供一定的科学依据。