复合吸附剂CaO/Al_2O_3对CO_2吸附性能的研究

采用过量浸渍法制备不同质量分数的复合吸附剂CaO/Al_2O_3,并采用CO_2-TPD、低温氮气吸附脱附、XRD以及FT-IR等方法对吸附剂的结构进行了表征。采用容量法测定了吸附剂在25和70℃条件下对CO2的吸附性能。结果表明,CO_2在与吸附剂的作用过程中形成了CaCO_3;在吸附温度为70℃、压力为1.0MPa的条件下,当CaO的负载量为5%(wt)时,复合吸附剂的吸附效果最好,吸附量为36.45mg/g。用D-R模型计算了复合吸附剂的吸附热,用Clausius-Clapeyron方程研究了复合吸附剂吸附过程的吸附焓变与覆盖度的关系。结果表明,复合吸附剂的吸附热随着CaO掺杂量的增加而增加,而吸附过程的吸附焓变随着吸附质覆盖度的增加而降低。     

分子印迹型CO_2吸附剂的改性及吸附性能研究

基于前期研究工作,通过同时提高模板分子比例和溶剂中添加甲苯的方法,改性分子印迹吸附剂,并通过N2吸附和红外光谱分析两种实验手段,对吸附剂的孔结构和表面官能团的情况进行了表征,对吸附剂改性前后的CO2的吸附性能进行了对比。实验结果表明,同时提高模板分子比例和添加甲苯溶剂的方法,增加了吸附剂的比表面积和表面胺基团密度,提高了吸附剂的吸附容量。本文同时研究了温度对吸附剂CO2的吸附性能的影响,结果表明,随着温度的增加CO2的吸附容量明显降低。     

不同比例Zr、Al、Ti复合氧化物的制备及其对EDTA-Cr的吸附性能研究

采用共沉淀法制备纳米介孔ZrO2-Al2O3-TiO2(记为Zr-A1-Ti)复合氧化物吸附剂,摩尔浓度比分别为2∶2∶1、3∶1∶1、1∶3∶1.考察750℃焙烧3h对复合氧化物性能的影响,并采用热重分析、示差热分析、X射线衍射和比表面积及孔径测定对复合氧化物进行表征.结果表明,不同金属比例合成的复合氧化物具有不同的晶化温度及晶型转化温度.在实验室模拟EDTA-Cr(1∶1.25)条件下对制备的各复合氧化物吸附剂进行了评价:经750℃焙烧3h所制得复合氧化物吸附剂对EDTA-铬的吸附在实验铬浓度条件下,随着铬浓度的增加吸附量增大,最大吸附量达到167mg/g.综上可得所制备吸附剂对EDTA-Cr的去除是可行的.     

草酸-水溶胀法制备大孔隙CaO吸附剂及其性能研究

采用不同草酸摩尔分数的草酸-水溶液,利用酸溶胀法制备了用于捕获CO2的高活性大孔隙CaO吸附剂。为了对制备的大孔隙CaO吸附剂性能进行研究,以大孔隙CaO吸附剂和合成气(空气85%(体积分数)和CO215%(体积分数))为固相和气相,在内径15mm,高160mm的小型气固流化床反应器内,对大孔隙CaO吸附剂吸附特性进行了研究。研究结果表明,酸溶胀法制备的大孔隙CaO吸附剂转化率明显高于原石灰的转化率,大孔隙CaO吸附剂的转化率随草酸摩尔分数的增大而增大,当草酸摩尔分数高于25%,大孔隙CaO吸附剂的转化率不再明显增加。大孔隙CaO吸附剂的比表面积随着草酸摩尔分数增大先增大后减小,孔容积随着草酸摩尔分数的增大而增大。碳化后的大孔隙CaO吸附剂孔径主要集中在"L-孔道"和"H-孔道",大孔数目减少。     

4A分子筛掺杂PES膜吸附剂的制备及其对Cu2+吸附性能研究

以聚醚砜(PES)为膜基质材料,以粒径分布较均匀的4A分子筛为功能颗粒,采用相转化法制备出了对Cu2+具有较大吸附容量的膜吸附剂;研究了4A分子筛填充PES膜吸附剂对Cu2+的吸附与脱附性能;探讨了4A分子筛填充量、离子强度、温度、pH、初始浓度等因素对其吸附性能的影响.结果表明:膜吸附剂的吸附容量随着4A分子筛填充量的增加而增大,当4A分子筛质量分数达60%时,膜吸附剂对Cu2+的吸附容量可达109.7 mg/g;0.1 mol/L的HCl溶液对吸附饱和的膜吸附剂脱附率达98.6%.     

天然高分子吸附剂吸附水中的 Cu2+和Ni2+

为了更有效地去除水中的Cu2+和Ni2+,采用壳聚糖、泥炭和海藻3种吸附剂对Cu2+和Ni2+进行吸附性能研究。考察了溶液pH、吸附时间、吸附剂的质量浓度和金属离子的质量浓度对Cu2+和Ni2+吸附率的影响。结果表明,采用壳聚糖作为吸附剂,pH为6,吸附剂的质量浓度为3 g/L,吸附时间120 min的条件下,对Cu2+的吸附效果最好,吸附率可达98%。采用泥炭为吸附剂在pH为6,吸附剂的质量浓度为1 g/L,吸附时间为120 min时,对Ni2+的吸附效果最好,吸附率达80%。     

胺改性微介孔分子筛的制备及其CO_2吸附性能

采用微孔沸石硅源法合成出具有微介孔复合结构的分子筛,用浸渍法将四乙烯五胺(TEPA)负载到复合分子筛上,得到一系列微/介孔复合固态胺吸附剂。采用X射线衍射(XRD)、N_2吸脱附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等手段对吸附剂进行表征,并在固定床反应器中考察了NaOH溶液浓度、TEPA负载量、吸附温度等因素对吸附剂吸附CO_2性能的影响以及吸附剂的循环吸脱附性能。结果表明:硅铝比为50的HZSM-5经2.5mol·L~(-1)的NaOH溶液处理后水热合成的微介孔分子筛,负载40%TEPA,控制吸附温度为70℃,饱和吸附量可达到4.45mmol·g~(-1),经过10次吸脱附循环,吸附量仅下降7.6%。     

高岭石吸附水溶液中铜离子的研究

研究了高岭石对水溶液中铜离子的吸附行为,进行了吸附等温实验和吸附动力学实验,探讨了振荡时间、温度、溶液pH及吸附剂量等因素对吸附性能的影响。结果表明,高岭石对铜离子的吸附符合Langmuir,Freundlich及Dubinin-Radushkevich(D-R)等吸附等温模型。吸附过程中焓变ΔH>0,表明铜离子的吸附是吸热的,ΔG<0表明该吸附反应是自发的;吸附动力学实验表明高岭石对铜离子的吸附反应更好地符合准二级动力学方程;高岭石对铜离子的吸附随温度的增加而增加,在40℃时最大吸附量为17.01 mg/g;pH从2增加到6时,高岭石对铜离子的吸附量逐渐增大;吸附剂量增大,水溶液中铜离子去除率增加;离子强度增大,高岭石对Cu2 的吸附能力降低。     

改性芦苇对印染废水中Pb^2＋的吸附研究

用15%氢氧化钠对芦苇进行改性制成芦苇吸附剂,并进一步研究了该吸附剂对印染废水中Pb^2＋的吸附过程。考察了吸附剂投加量、吸附时间、pH值以及溶液初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明：在含Pb^2＋为40-160 mg/L的模拟废水中,吸附剂用量为2 g/L、粒径为150μm、pH值为4的最佳实验条件下,吸附120 min后基本达到平衡,去除率最高可达95%以上。吸附过程可用Langmuir等温方程较好地拟合,改性芦苇对Pb^2＋的最大吸附量为144.1 mg/L。     

改性芦苇对印染废水中Pb~(2+)的吸附研究

用15%氢氧化钠对芦苇进行改性制成芦苇吸附剂,并进一步研究了该吸附剂对印染废水中Pb2+的吸附过程。考察了吸附剂投加量、吸附时间、pH值以及溶液初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明:在含Pb2+为40~160 mg/L的模拟废水中,吸附剂用量为2 g/L、粒径为150μm、pH值为4的最佳实验条件下,吸附120 min后基本达到平衡,去除率最高可达95%以上。吸附过程可用Langmuir等温方程较好地拟合,改性芦苇对Pb2+的最大吸附量为144.1 mg/L。     

CuHY分子筛吸附剂的等体积浸渍法制备及其脱硫性能考察

采用等体积浸渍法制备了CuHY分子筛吸附剂,运用XRD表征了吸附剂的晶体结构,Py-FT-IR技术表征了吸附剂的表面酸性能,利用固定床穿透曲线技术、WK-2D微库仑仪评价了改性分子筛的吸附脱硫性能。结果表明,当铜负载量为4%时,其吸附脱硫能力较佳,随着分子筛吸附剂的表面B酸量和表面L酸量比值的减小,其吸附脱硫性能越强。而当铜负载量较大时,因其表面出现氧化铜,而使其表面基本不存在B酸,吸附脱硫能力大大减弱。     

Pore structure of new composite adsorbent SiO_2·_xH_2O· yCaCl_2 with high uptake of water from air

The adsorption/desorption property of adsorbent is crucial to the performance and efficiency of a system of extracting water from atmosphere. Several kinds of adsorbent can adsorb water vapor in air, such as molecular sieve and silica gel. But their equilibrium uptake is not high. The authors have prepared a new composite adsorbent——SiO2·xH2O·yCaCl2, which is composed of macro-porous silica gel and calcium chloride. The preparation process is as follows: immerge macro-porous silica gel …     

质子化壳聚糖/磁性复合材料对含磷污水中磷的吸附特性

采用反相悬浮交联法制备出质子化壳聚糖/Fe_3O_4磁性复合吸附剂,研究了其对模拟含磷污水中磷的吸附特性。首先,考察了吸附时间对所有复合吸附剂的吸附特性的影响;选取其中吸附特性较好的E2吸附剂,考察了其吸附特性与含磷溶液初始浓度的关系;然后,进行了与溶液pH值、吸附剂类别、投加量、吸附时间、溶液初始浓度相关的正交试验。研究结果表明,原水pH值对吸附过程具有最明显的影响,最佳pH值为6,吸附剂和投加量的影响次之,影响最弱的是初始浓度和吸附时间。质子化磁性壳聚糖对磷的去除率最高达80%左右。吸附动力学研究结果表明,吸附过程能很好地符合Lagergren准二级动力学模型,由此证明吸附过程为化学吸附。     

氨基化丙烯酸基磁性树脂对Cu^2＋的吸附特性

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,利用悬浮聚合法制备聚丙烯酸甲酯磁性树脂（RM）,并经乙二胺改性后制得一种新型磁性吸附剂（RMA）。采用差热／热重分析（DTA／TGA）以及红外光谱等对其进行了表征,并考察了它对Cu^2＋的吸附性能。结果表明,RMA树脂粒径30～60btm,FesOt质量分数为6．7％,对Cu^2＋的吸附等温线符合Langmuir模型,饱和吸附容量2．13mmol／g,高于未改性树脂（RM,1．15mmol／g）。吸附动力学可用拟二级反应模型拟合。热力学分析表明RMA对Cu^2＋的吸附过程能自发进行,焓变为-17．88kJ／mol,熵变为-2．06J／（mol·K）,Bibbs自由能为-17．26～-17．19kJ／mol。吸附剂用1mol／LHCl洗脱再生,脱附率高于97％。     

CuY／Beta对燃料油吸附脱硫性能的研究

采用液相离子交换法制备了CuY/Beta吸附剂,利用X射线衍射分析（XRD）、傅里叶红外变换光谱仪（FTIR）、N2吸附-脱附、吡啶吸附原位红外（Py-IR）等手段对吸附剂进行了表征。利用间歇静态法和固定床穿透曲线法相结合的手段来考察吸附剂对真实燃料油催化裂化油（FCC ）以及加氢脱硫油（HDS ）的脱硫性能。实验研究表明,CuY/Beta吸附剂与本实验室前期液相离子交换法制备的CuY吸附剂相比,CuY/Beta吸附剂的表面Lewis （L）酸酸量增多,但其强度减弱。通过对其吸附脱硫性能考察发现,与NaY/Beta复合分子筛和CuY吸附剂相比,CuY/Beta吸附剂对以上两种燃料油表现出更好的吸附脱硫效果。     

硅胶孔径对吸附剂吸湿性能及制冷特性的影响

为开发出一种适用于吸附制冷的高性能吸附剂,选择了3种不同孔径的商用硅胶,孔径分别是2～3、4～7、8～10 nm,利用浸泡的方法将氯化钙嵌入硅胶微孔内来制备复合吸附剂,并对吸附剂的吸附性能进行了实验测试.测试结果表明:对于2～3 nm的硅胶,由于孔径较小,氯化钙的浸入堵塞或者部分堵塞了水进入硅胶的传质通道,导致复合吸附剂不论是吸附量还是吸附速率与纯硅胶相比都没有提高;而对于4 ～7 nm和8～ 10 nm的硅胶,其复合吸附剂不论是吸附量还是吸附速率都较其相应的纯硅胶有大幅提高.复合吸附剂在20％湿度下吸附20 min和2h的吸附量分别是8.08 g/100 g和15.7 g/100 g,在同等工况下,纯硅胶的吸附量分别是1.96 g/100 g和2.0 g/100 g.用制备的复合吸附剂制作了一台小型吸附制冷机并进行了测试,当热源温度为90℃,冷却水温度为35℃时,在整个循环周期内(15 min),制冷功率为1.03 kW,单位质量吸附剂的制冷功率(SCP)为128.3 W/kg,性能系数(COP)为0.27.     

树脂001×7填充PES膜吸附水中重金属离子的研究

以聚醚砜(PES)为膜基质材料,以粉末状强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂001×7为功能颗粒,采用溶剂相分离法制备了膜吸附剂,并系统研究了膜吸附剂对水中重金属离子的吸附性能,考察了树脂含量、吸附时间对膜吸附剂吸附容量的影响,同时研究了膜吸附剂对水中铜离子的动态吸附及脱附效果.研究结果表明:膜吸附剂的吸附容量随着树脂填充量的增加而增大;当树脂质量分数达到65%时,膜吸附剂对重金属离子Hg2+、Pb2+和Cu2+的吸附容量分别可达255.31 mg/g、255.35 mg/g和80.76 mg/g;动态吸附试验表明,该膜吸附剂对水中铜离子有持续的吸附去除效果,膜吸附剂的脱附率可达94.67%;该膜吸附剂吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,吸附速度较快,吸附容量较高;与传统工艺相比,膜吸附剂对水中重金属离子去除效果明显,有较好的应用价值.     

NiCeY吸附剂的制备及脱硫性能

采用超声辅助的液相离子交换法制备了NiCeY吸附剂,利用XRD、BET和ICP技术对吸附剂进行了表征。以二苯并噻吩/正壬烷/苯为模拟油体系,考察了NiCeY 吸附剂的吸附条件对吸附脱硫性能的影响。NiCeY吸附剂的最佳吸附条件为:常温常压下NiCeY吸附剂与模拟油质量比为1∶20,吸附时间为5h,NiCeY 吸附剂对二苯并噻吩的吸附硫容量为10.83mg/g。考察芳烃存在对吸附剂脱硫性能的影响,发现NiCeY吸附剂中Ce离子的引入可以提高吸附剂的选择性,Ni离子的引入可以提高吸附剂的吸附硫容量,两种离子的协同作用使吸附剂具有高的吸附硫容和抗芳烃竞争吸附的能力,且NiCeY吸附剂具有良好的再生性能。     

氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料的制备及其对亚甲基蓝的模拟吸附

制备了一种氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料,并运用X射线衍射、扫描/透射电镜、傅里叶红外光谱、振动样品磁强计对该复合材料进行了表征。研究结果表明,该复合材料具有Fe3O4核、氧化石墨烯壳的核壳结构,复合材料中皱纹丝状的氧化石墨烯紧密和磁性纳米粒子相连,Fe3O4成单晶状。该复合材料的制备首先在球形的Fe3O4纳米粒子表面包覆SiO2涂层,再在涂层表面赋予-NH2基,最后和氧化石墨烯反应,最终得到具有核壳结构的复合材料。对复合材料的吸附性能进行了初步模拟测试,以亚甲基蓝为吸附质,对溶液pH值、吸附剂量对吸附量的影响以及吸附等温线进行了研究,结果表明该复合材料能够在吸附后在外加磁场下快速分离,是一种优异的吸附剂。