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离子交换沸石的制备 用锂离子和三价阳离子进行均匀交换的颗粒状沸石是先用一种或多种所选的三价离子对粉状的沸石进行部分离子交换,再烧结和焙烧此部分三价阳离子交换沸石,然后用锂离子对焙烧的烧结块进行离子交换,最后对经三价阳离子和锂离子交换的沸石进行活化。 US 5932509,1999-8-3(英)     

钠型方沸石与Cd~(2+)的离子交换平衡研究

在静态条件下,测定了钠型方沸石的阳离子交换容量;计算了不同温度、不同初始Cd2+质量浓度下达到离子交换平衡时的Cd2+质量浓度和交换度,并绘制了不同温度下的离子交换等温线;对钠型方沸石与Cd2+的离子交换热力学特性进行了研究,通过选择性校正系数和交换平衡常数,导出了反应的热力学函数:反应标准摩尔焓变(ΔrHm),反应标准摩尔吉布斯自由能变(ΔrGm)和反应标准摩尔熵变(ΔrSm)。研究结果表明,钠型方沸石的阳离子交换容量为0.625mmol/g;达到离子交换平衡时,钠型方沸石对Cd2+的最大交换度为0.669;ΔrH m为93.100kJ/mol,该离子交换反应为吸热反应;ΔrSm>0,该离子交换反应属于熵增的反应;温度越高,ΔG越小,说明升高温度有利于钠型方沸石与Cd2+的离子交换。     

Sr2+交换调控ETS-4分子筛选择性吸附CH4中N2性能

以正硅酸四乙酯为硅源、三氯化钛为钛源,采用水热法合成了Na-ETS-4材料,并通过Sr²⁺交换和热处理制备了不同Sr²⁺交换度的改性Sr-ETS-4样品;采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱(XRF)、热重-差热(TGA-DSC)和拉曼光谱等手段对样品进行了分析表征;实验测定结合分子模拟的方法研究了改性前后分子筛样品对N₂和CH₄的吸附性能。结果表明：合成的Na-ETS-4与Sr-ETS-4样品均呈现片状堆叠的晶体结构;随着Sr²⁺交换度的增加,改性Sr-ETS-4样品的热稳定性提高,N₂吸附速率增加,Sr-ETS-4-0.10-270样品的吸附速率常数较Sr-ETS-4-0.02-270样品提高了32倍,且N₂平衡吸附量逐渐上升。模拟计算结果也表明,Sr²⁺交换改性可以增加ETS-4分子筛对N₂的吸附容量与N₂/CH₄分离因子。离子交换和热处理对ETS-4分子筛的调控显著提升了N₂/CH₄的平衡及动力学选择性,有助于实现天然气中N₂的选择性吸附分离。     

小分子烷烃在TON沸石上吸附性能

 采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法模拟计算了甲烷、乙烷和丙烷在TON沸石上的吸附等温线,计算结果与实验结果吻合较好。在此基础上,模拟了甲烷、乙烷和丙烷在TON中的吸附位、吸附能以及混合气体的吸附等温线。结果表明,3种短链烷烃在TON沸石的吸附位均在TON沸石的10-元氧环中。在273K时,丙烷在TON上的吸附能绝对值远大于甲烷和乙烷;在773K时,3种气体的吸附能绝对值相同。3种气体吸附能绝对值几乎均小于100 kJ/mol,说明它们在TON上的吸附是物理吸附。了解单组分气体以及混合气体在TON沸石上的吸附特性,对应用TON沸石分离气体的技术提供了有益参考。     

斜发沸石的水热合成和离子交换性能及其在CH4/N2分离中的应用

以氢氧化铝为铝源,硅溶胶为硅源,通过水热法合成斜发沸石,采用XRD、TEM、BET、FT IR、TG、29Si NMR 等手段考察了OH-/Si的摩尔比、晶化时间和晶化温度等合成参数对其结构和CH4/N2分离性能的影响。基于晶化动力学曲线,由阿伦尼乌斯方程导出诱导期和生长阶段的表观活化能值,分别为915和72 kJ/mol。通过水溶液离子交换工艺分别获得Ca型或K型斜发沸石,并初步探讨了离子交换前后斜发沸石对CH4/N2的分离性能。结果表明,斜发沸石对CH4/N2的平衡选择性依赖于交换阳离子电荷类型,数量及其在骨架中的分布,其中K型斜发沸石分离效果较好,有望用于煤层气回收。     

采用水溶液交换法研究NH4+对Na-LSX分子筛交换性能的影响

采用水溶液交换法对Na-LSX沸石分子筛进行NH4+交换,通过改变温度和交换次数制备出不同交换度的铵型低硅/铝摩尔比X型(NH4,Na)-LSX沸石分子筛,并采用XRD、FT-IR、SEM和TG等分析手段对其结构进行表征,初步考察了NH4+对Na-LSX沸石分子筛交换性能的影响.     

小分子烷烃在TON沸石上吸附性能的计算机模拟

采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法模拟计算了甲烷、乙烷和丙烷在TON沸石上的吸附等温线,计算结果与实验结果吻合较好.在此基础上,模拟了甲烷、乙烷和丙烷在TON中的吸附位、吸附能以及混合气体的吸附等温线.结果表明,3种短链烷烃在TON沸石的吸附位均在TON沸石的10-元氧环中.在273 K时,丙烷在TON上的吸附能绝对值远大于甲烷和乙烷;在773 K时,3种气体的吸附能绝对值相同.3种气体吸附能绝对值几乎均小于100 kJ/mol,说明它们在TON上的吸附是物理吸附.了解单组分气体以及混合气体在TON沸石上的吸附特性,对应用TON沸石分离气体的技术提供了有益参考.     

沸石分子筛催化剂的制备

本文对沸石分子筛催化剂制备中的几个主要问题作了一般性介绍。其中包括成型、离子交换、脱铝及焙烧与活化等。成型一节简单说明了催化剂强度的重要性、常用的粘合剂及成型方法。本文对离子交换作为重点进行了介绍。其中包括离子交换的方法、温度、pH值、中间焙烧对离子交换的影响;不同阳离子和阳离子交换度对催化性能的影响。对H~+阳离子的交换单独作了介绍,并根据不同沸石对酸稳定性的不同,把几种常见沸石分为三组。Ⅰ组为氢型不稳定沸石;Ⅱ组沸石对酸稳定,可以直接用强酸进行离子交换;Ⅲ组沸石只能用间接的方法制成氢型。本文第三部分是用EDTA、盐酸、高温水蒸汽对沸石进行脱铝的描述。第四部分对制备沸石催化剂中容易被忽略的重要问题——焙烧与活化条件对沸石催化性能的影响作了提示。     

通过在金属交换的沸石上选择吸附除去工业气体物流中的N2O

讨论了ZSM5沸石在酸、钠构架或与各种金属离子(铯、锶、钡、镁、铁、钴、铜、银、铑、镓、铟、镧、铈)进行离子交换以及与Ba离子交换的Y和X沸石中的性能，关于其从含低浓度(＜0.1%～0.2%)N2O的气相工业物流中吸附N2O的性能，以便产生浓缩(＞5%)的N2O物流，或者进行自热的N2O分解或者N2O作选择氧化剂。在N2O吸附中，尽管水与N2O竞争吸附，Ba-ZSM5显示比其它金属交换的沸石具有更好的性能；然而，N2O吸附比水更快，因此，即使在进料中存在较大量的水(40倍)也能吸附N2O。这表明可能有双层床选择吸附作用。其中，首先水选择性地吸附在Al2O3床层上，然后N2O吸附在Ba-ZSM5床层上。有人提出Ba-ZSM5增强的吸附性与存在活性Ba2＋离子有关，它在沸石空腔内建立强静电扬，使N2O分子在沸石内部定向并让它们截留。 Ind.Eng.Chem.Res.-1999,ACS ASAP(英)     

煤矸石加碱熔融法制备亚微米4A沸石

以煤矸石为原料,采用加碱熔融法制备出亚微米4A沸石,并通过XRD和TEM表征将其与传统水热法合成的4A沸石进行了比较。实验结果表明,加碱熔融法合成4A沸石过程中,固体原料加碱熔融后,不仅可以使煤矸石充分活化,提高沸石产品的结晶度,而且碱与固体原料中的硅、铝在高温下形成均匀的可溶性硅铝酸盐,有效地消除了原料颗粒度对合成沸石的影响,减小了沸石的晶粒度;与传统水热法相比,加碱熔融法合成4A沸石过程的原料煅烧活化温度(700℃)和时间(2h)明显降低和缩短。亚微米4A沸石产品的钙离子交换能力(以CaCO_3/无水沸石计)大于309mg/g,白度高达96%。     

油田污水抗菌沸石处理效果评价

利用液相离子交换法,在天然沸石和人工沸石上吸附金属离子Zn2+、Cu2+和Ag+,制成抗菌沸石,并用其对采出污水进行浸泡处理,进一步评价了用该污水配制聚合物溶液的热稳定性。实验结果表明,用Ag+抗菌沸石处理的污水配制聚合物溶液黏度较未处理污水聚合物溶液的高,Ag+抗菌沸石处理效果也要优于Zn2+和Cu2+抗菌沸石。     

快速准确地测定气体相对密度的方法

用气体扩散法测定炼厂气的相对密度误差大,操作麻烦,而用色谱仪测得的气体组分体积分数来直接计算相对密度,不但简化了分析手续,而且结果准确可靠.简介如下: 1 计算公式气体平均相对分子质量: M=(30A+44B+28C+2D+16E+30F+28G+44H+42I+58J+56K+72L+34N)/100……(1) 气体密度: ρ_气=(PM)/(RT)=(1×M)/(82.053×273.15)=4.462×10~(-5)M(g/cm~3)=4.462×10~(-2)M(kg/m~3) 对空气的相对密度: d=(ρ_气)/(ρ_空)=(4.462×10~(-2)M)/1.293=3.451×10~(-2)M 式(1)中英文字母表示气体中组分:空气、CO_2、CO、H_2、CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_3H_6、C_3H_6、C_4H_(16)、C_4H_8、C_5H_(12)、H_2S的体积分数,字母前数字表示各组分的相对分子质量.     

油田含CO2伴生气变压吸附材料实验研究

变压吸附工艺是国内小规模CO_2驱产出气处置的常用手段,而吸附剂是吸附分离的基础。选用6种沸石类吸附剂,测试了CO_2/CH4单组分吸附平衡等温线,分析了温度对吸附量的影响。优选了两种材料进行了CO_2-CH4混合气体竞争吸附实验,重点分析了温度、压力、气体组分、CO_2含量等因素对吸附剂吸附分离效果的影响,评价了油、水含量对吸附剂的损伤。实验结果表明:吸附剂的分离系数与混合气体中CO_2含量无明显相关性,但吸附体系压力的变化对混合气体分离效果影响较大。在初始气体CO_2摩尔分数50%、温度20℃、压力2.5MPa条件下,优选的吸附剂13X对混合气体的分离系数为25。油水的存在会对吸附剂的分离性能产生较大影响,在温度20℃、压力2.5 MPa、13X吸附剂含水摩尔分数10%及含油摩尔分数10%条件下,吸附总量分别下降32%和78%,分离系数分别下降48%和78%。     

CH4/N2在Zr-MOFs上的吸附分离研究

以H_4L为配体,与金属离子Zr~(4+)自组装得到棒状晶体Zr基金属有机框架材料(ZrMOFs),并借助X射线单晶衍射、N_2吸附脱附、X射线粉末衍射、热重等对其结构进行表征,利用气体吸附仪测量了CH_4和N_2的吸附等温线,采用克-克(Clausius-Clapeyron)方程计算CH_4的吸附热,并运用Ideal Adsorbed Solution Theory(IAST)理论来计算CH_4/N_2的分离因子(SCH_4/N_2)。结果表明:在273K、0.1MPa时,晶体Zr-MOFs对CH_4有较好的吸附效果,吸附量为8.2cm3/g,对CH_4/N_2的选择性分离因子(S)为6.3,且具有较好的分离效果;对吸附热力学的研究表明,CH_4的吸附热在20kJ/mol左右,相对分子筛类吸附剂吸附热较小,易于吸附剂的再生。     

天然气净化脱CO_2吸附剂的微观结构分析

为了筛选一种合适的吸附剂来净化脱除天然气中的CO_2杂质,利用ASAP 2020型物理吸附仪,在77K下测定N_2在13X-HP和5A分子筛中的吸附等温线,分析其微观结构。结果显示:两种样品的吸附等温线都属于第Ⅱ类吸附等温线,孔结构为四面都开放的尖劈形毛细孔。两种吸附剂均为典型的微孔吸附剂,具有较大的比表面积与丰富的微孔结构,其微孔容积均占总孔容积的80%以上,微孔比表面积占总比表面积的95%以上,由于13X-HP分子筛比表面积为536.623 2 m~2/g,明显大于5A的472.414 1 m~2/g,孔容积与气体吸附量前者均大于后者,因此从微观结构上认为13X-HP分子筛比5A分子筛有更好的气体吸附效果,更适合用于天然气净化脱除CO_2。     

β-环糊精交联聚合物对铜、铅和锌的吸附性能

β-环糊精经微波法酰化制得丙烯酸β-环糊精酯(β-CD-AA),再与烯丙基-联苯基醚(ABE)、丙烯酰胺(AM)、N,N-亚甲基双丙酰胺共聚合成β-CD交联聚合物AM/ABE/β-CD-AA,分别采用FTIR和TG技术对其结构和热稳定性进行了表征。以该聚合物为吸附剂,考察了金属离子溶液初始质量浓度、吸附温度及体系pH等条件对Cu2+,Pb2+,Zn2+吸附性能的影响。实验结果表明,AM/ABE/β-CD-AA共聚物对Cu2+,Pb2+,Zn2+的静态吸附量不同,其中,对Zn2+的吸附性能较为突出:在35℃、Zn2+初始质量浓度200mg/L、体系pH=3～4时,最大静态吸附量达50.1mg/g;AM/ABE/β-CD-AA共聚物对Cu2+,Pb2+,Zn2+的吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附剂的制备及其脱硫性能

采用水热离子交换法制备了Cu(Ⅱ)Y分子筛,对Cu(Ⅱ)Y分子筛进行活化处理制得Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附剂,在固定床中考察了吸附温度、操作压力和液态空速对Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附剂脱硫性能的影响。实验结果表明,Cu(Ⅱ)Y分子筛适宜的离子交换条件为:Cu(NO3)2溶液浓度0.5 mol/L、固液比(离子交换过程中NaY分子筛与Cu(NO3)2溶液的质量比)0.05、交换温度135℃、交换时间12 h;在低于600℃时,活化温度越高,活化时间越长,Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附剂的脱硫性能越好,适宜的活化条件为在N2中500℃下活化6 h;在固定床中,Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附剂适宜的脱硫条件是常温、常压、液态空速10 h-1,在此条件下,Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附剂对模型汽油的饱和硫容量为8.61%。     

高效空分制氧吸附剂LiLSX的组成和性能评价

采用化学容量法和火焰光度计法分析研制的LiLSX粉状样品和球形样品,以及制备LiLSX的原料LSX样品的组成.采用BET法测定上述样品对水、环己烷和氮气的吸附容量,采用小型自制制氧装置评价LiLSX球形样品的空分产氧性能.结果表明,LiLSX样品对N2的饱和吸附容量随其Li+交换度的增加而增大;研制的LiLSX球形样品的空分产氧性能达到或超过国外某公司的产品.     

5A分子筛中CO_2水合物生成实验

考察了小孔径5A分子筛中CO_2水合物的相平衡条件,研究了不同含水量的分子筛在不同压力下CO_2水合物形成的动力学规律,并采用XRD,Raman,Cryo-SEM等方法对CO_2水合物微观特征进行表征。实验结果表明,5A分子筛中CO_2水合物相平衡曲线与纯水中CO_2水合物相比明显左移,5A分子筛不利于CO_2水合物的形成;含水量42.11%(w)的5A分子筛中CO_2水合物气体总消耗量大于分子筛吸附CO_2气体消耗量,分子筛表面水呈多孔二维"网"结构,水分子与CO_2分子接触面积大,诱导时间短;5A分子筛中CO_2水合物均为Ⅰ型水合物,主要以黏固方式生长。     

N2、CO2和天然气在岩心孔隙内表面的吸附量的测定

利用高精度孔隙度测定仪和气相色谱分析仪 ,采用恒体积法 ,测定了室温 ( 2 83～ 2 92 K)、低压 ( 0 .1 67～ 0 .3MPa)下N2 、CO2 和天然气在 8个不同的岩心孔隙内表面的吸附量 ,对于天然气 ,还测定了吸附前后自由气体的摩尔组成 ,被吸附气体 (吸附相 )的摩尔组成和天然气各组分的相对吸附量。实验结果表明 :用 N2 测得的吸附气量在原始气中所占的比例为0 .4 %～ 4 %不等 ,CO2 的为 1 %～ 5%不等 ,天然气的为 3%～ 6%不等 ;吸附前后自由天然气的摩尔组成有显著的差异 ,表明岩心对天然气有明显的吸附 ;天然气各组分间存在竞争吸附 ,重质组分的相对吸附量大于轻质组分。