化学吸附法在石油炼制与化工催化剂研究中的应用

化学吸附法是一类重要的物化表征手段,在催化剂表征中应用广泛。通过改变探针分子和检测方式,化学吸附法能够提供包括但不限于催化剂表面酸性中心种类和数量、催化剂中金属氧化物物种信息、多组分金属氧化物及金属氧化物与载体之间相互作用、负载型催化剂金属分散度等信息。介绍了氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、静态化学吸附法、CO脉冲吸附、氢氧滴定法等化学吸附方法的测试原理,总结对比了各方法的优缺点及适用范围,详述了这些方法在表征石油炼制与化工催化剂性质方面的应用案例,最后对方法的优化和未来发展方向进行了展望,以期为更先进的化学吸附方法的开发与其在石油炼制与化工催化剂性质表征方面的应用提供思路。

电化学吸附提锂中Li^(+)传输机制概述

近年来受新能源汽车及电子数码行业的影响,锂资源供应市场呈现高价、高需求的趋势。以盐湖卤水为代表的液体锂资源储量丰富、成本低廉,有着广阔的开发市场。在众多锂分离技术中,电化学吸附法在液态锂资源提取方面显示出一定的技术先进性,该方法能够实现低浓度下目标离子的高选择性分离提取,且更加高效环保。针对电化学吸附技术,电场作用下的离子传输过程对提锂性能会产生重要影响。依据离子传输的三个过程,溶液体相、电极-溶液界面以及电极内部,概述了电化学吸附的Li^(+)传输机制,并且总结在各阶段改善离子传输速率的方法,为研究人员开发和应用电吸附体系时提供了参考。

基底化学吸附对石墨烯机械裁剪性能的影响机制

机械裁剪法是简单高效制备石墨烯纳米带的加工方法,目前对基底化学吸附如何影响石墨烯机械裁剪行为的认识尚有不足。为探究基底化学吸附对石墨烯机械裁剪性能的影响机制,基于ReaxFF反应力场和Verlet算法,采用反应分子动力学方法对Ni、Pt、Cu金属基底上的石墨烯机械裁剪行为展开研究,根据纳米压痕和机械裁剪中探针与石墨烯(C_(T)-C_(G))、石墨烯层内(C_(G)-C_(G))、石墨烯与基底(C_(G)-M)间键合数量和键合强度的变化规律,分析基底化学吸附对键合性能和石墨烯机械裁剪行为的影响。结果表明:Ni、Pt、Cu基底对石墨烯的化学吸附能力依次减弱,强化学吸附作用增大了C_(G)-M键合强度,促进了C_(T)-C_(G)键合,削弱了C_(G)-C_(G)键合强度,降低了石墨烯的抗破损强度,Ni、Pt、Cu基底上的石墨烯抗破损强度分别为110.19、121.71、176.53 GPa。强化学吸附使石墨烯发生了大面积撕裂破损,弱化学吸附使石墨烯仅发生了部分碳链和碳原子的剥离。强化学吸附基底提高了石墨烯的机械裁剪效率,减小了机械裁剪深度,降低了探针下压载荷,提高了探针对石墨烯的摩擦力,提高了石墨烯的机械裁剪性能。基于反应分子动力学方法可深入探究基底化学吸附对石墨烯机械裁剪性能的影响规律及内在机理,研究结果可为不同化学吸附基底条件下高效、高精度石墨烯纳米带的机械裁剪提供理论依据。

基于化学吸附机制的固态储氢技术研究与展望

氢储运技术是影响氢能规模化、商业化应用的关键核心技术,也是影响世界清洁能源产业未来发展格局的重要因素。对比当前几种氢储运技术,固态储氢技术以其高质量密度、高安全性,在氢储运领域占有重要地位。基于化学吸附机制储氢原理,介绍了不同固态储氢材料的研究进展和现状,并从原材料、技术成熟度、研究项目和专利数量等,展望了未来国内固态储氢技术的发展前景。

化学吸附式制冷系统的性能实验研究

化学吸附式制冷系统凭借环境友好、无噪音、无能源消耗等优势,近年来受到广泛关注。以NH4Cl、CaCl2、MnCl2和硫化膨胀石墨为基质制备多成分氯化物复合吸附剂,根据热化学吸附/解吸附原理搭建了化学吸附式制冷实验系统,对NH4Cl/CaCl2/MnCl2/NH3化学吸附式制冷系统的工作性能进行了实验探究。结果表明,该化学吸附式制冷系统适用的热源温度范围较广,能有效实现低温余热储存及热冷转换效应,在低温工业余热回收、太阳能或地热能利用等领域具有一定的应用价值。

化学吸附式制冷新技术

由于吸附式制冷充分利用低品位热能和没有环境破环性 ,受到国内外越来越多的关注。本文介绍了化学吸附的机理和目前的研究状况 ,对化学吸附式制冷的一些新技术进行了探讨。

有机缓蚀剂分子在金属表面的化学吸附过程和分子设计分析

从配位化学的角度 ,探讨了有机缓蚀剂分子在金属表面和氧化膜表面的配位模型 ,并用此模型解释了缓蚀剂间的协同作用以及环境中其它因素对缓蚀剂的影响。

氧在煤表面—CH_2—NH_2基团上的化学吸附

应用量子化学密度泛函理论,分别建立并优化了单氧分子与煤表面苯环和侧链的吸附模型,分析比较了吸附前后煤表面分子与氧分子化学结构的变化.氧分子在—CH2—NH2基团上发生化学吸附时,C—N,N—H,O—O都发生了较大的变化,并断裂生成新的化学键.吸附能随着吸附氧分子数的增加而增大,呈二次函数关系.

NiW/γ-Al_2O_3加氢催化剂化学吸附性质的研究

采用脉 冲色谱 法测定了 噻吩在硫 化态 Ｎｉ Ｗ／ γ Ａｌ２ Ｏ３ 催化 剂 上化 学吸 附 过程 中热 力 学函数的变 化，并与 噻吩加氢 脱硫（ Ｈ Ｄ Ｓ） 反应 活性进行 了关联 ． 结果 表明，噻吩 在硫 化态 Ｎｉ Ｗ／ γ Ａｌ２ Ｏ３催化剂 上的吸 附不能太 强，催化 剂中的 Ｎｉ 可以 降低噻 吩在催化 剂表面 上的吸附 强度，增 加 Ｈ Ｄ Ｓ 反应活性 中心的数 目． 从 Ｈ２ 在 硫 化态 Ｎｉ Ｗ／ γ Ａｌ２ Ｏ３ 催化 剂 上 吸附 后 的 程序 升 温脱 附 实 验 结果 发现， Ｈ２ 在硫化态 催化剂 上有两种 吸附态， 高温脱附 所对应的 吸附态 与 Ｈ Ｄ Ｓ 反应有关 ．

土壤粘附机理的化学吸附分析

在对已有土壤粘附机理进行综合分析的基础上，从结构化学和量子力学的统计效应出发，对参与粘附的各种因素———土壤表面性质、触土部件表面特性、土壤水中各种离子的性质进行了全面分析，从化学吸附角度，提出了以化学吸附为主的土壤粘附机理。该模型认为土壤与触土部件金属材料表面的粘附力是由土壤与金属表面间的化学吸附力（包括物理吸附力）。

硫代水杨酸在银表面的化学吸附及其表面增强拉曼光谱研究

采用电化学法对Ag电极粗糙活化,进而对含巯基基团的硫代水杨酸(TSA)进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究。研究表明,溶液浓度与pH对增强效应影响显著,1×10-3 mol·L-1与pH 4分别为增强效应的最佳浓度与酸度。浓度增大由于空间位阻等因素影响而增强效应急速下降。由TSA化学吸附所产生的S—Ag峰位基本不随pH改变;但pH对峰强度有显著影响。经对TSA在不同pH下的分布和机理研究表明,TSA是通过中性C6H4(COOH)SH分子中的硫醇端基脱H后与活化的Ag表面进行吸附,形成S—Ag化学键而产生SERS光谱。在较强碱性条件下负一价的C6H4(COO-)SH可能与OH-形成竞争吸附而不易产生SERS;同时吸附基团巯基对羧基振动谱峰的变化以及对苯环共轭体系中的电子云分布有很大影响。

FCC汽油化学吸附脱硫剂及其应用

用充分还原的低价态金属N i负载在钛酸锌或铁酸锌载体上制得催化裂化(FCC)汽油吸附脱硫剂颗粒。当硝酸镍的浸渍浓度约为10mol/L、浸渍时间1h、焙烧温度600℃和焙烧时间1h时,得到的吸附剂颗粒性能最佳。在固定床吸附器上,于350℃、0.75 MPa条件下吸附,汽油中硫含量可从744μg/g降至50μg/g以下,且再生后的吸附剂寿命仍达到150h。合适的氢油比可保证汽油辛烷值在89左右,油品液收率(质量分数)在98%左右;H2气尾气流量为400mL/min时较好。

Co在Si(100)表面化学吸附的电子结构和性质

用紧束缚下的Muffin tin轨道线性组合方法研究了单层Co原子在理想的Si(10 0 )表面的化学吸附 .计算了Co原子在不同位置时吸附体系的能量 .结果表明 ,Co原子在C位 (四度位 )时吸附最稳定 ,在Co/Si(10 0 )界面存在Co、Si混合层 .同时对电子转移情况和层投影态密度进行了研究 .

膜分离法及电化学吸附法盐湖提锂的研究进展

介绍了膜分离法及电化学吸附法两类新型的盐湖锂资源开发技术,总结了这两类方法的技术原理、优缺点以及研究现状,并对我国盐湖锂资源开发利用的前景进行了展望。

气固界面氧化学吸附物种的动态研究

用自编的傅里叶变换红外（ＦＴ－ＩＲ）动态谱批处理程序，在２０－６５０℃对Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ和Ｓｎ等一系列金属氧化物上的氧化学吸附物种进行了原位动态三维谱学研究。就所观测到的超氧（Ｏ－２）和过氧（Ｏ２－２）物种随温度的变化情况以及甲烷氧化偶联催化反应中的活性氧物种进行了讨论。

土壤粘附规律的化学吸附分析

用以化学吸附为主的土壤粘附模型，对法向粘附、切向粘附和无水情况下的粘附规律以及界面压力、加压时间、温度变化等因素对粘附力的影响进行了分析，该粘附机理不仅能够很好地解释粘附规律，而且还能对已有粘附理论尚解释不清的粘附现象，如土壤机械组成、矿物质组成与粘附力的关系，粘附力与吸附阳离子的关系，ｐＨ值对粘附力的影响等作出解释。在此基础上，作者根据这一模型提出了改变触土部件表面材料组成。

乙烯的物理吸附机理和化学吸附机理

An ab initio molecular orbital study connected with adsorption experiments was performed to determine the mechanism of physical adsorption and chemical adsorption of C 2H 4 on metals, and to compare the effects of the two kinds of adsorption.The results indicated that the adsorption styles were determined by whether there were local symmetry-adapted orbitals, whether the energy gap between symmetry-adapted orbitals was small and whether the electron occupancy of the symmetry-adapted orbitals was “occupancy vs. vacancy”.The different valence shells and orbital energies of Ag + and Na + resulted in different adsorption styles,chemical adsorption of C 2H 4 on Ag + and physical adsorption of C 2H 4 on Na + respectively.

苯与铂化学吸附作用及其溶剂效应的量子化学研究

采用Gaussian98程序密度泛函方法全优化计算了考虑水溶剂效应下苯与铂化学吸附作用的位能曲线,得到的位能曲线呈单调下降,苯与铂的吸附是自发过程.计算得到无水和有水溶剂作用时的吸附作用能分别为-149.6535和-202.1635kJ/mol;有水溶剂作用时吸附作用能被降低,展示出明显的水溶剂效应.计算还发现,铂可在苯环上发生吸附转移,在无水和有水溶剂效应下,铂转移的活化能分别为61.2537和70.8356kJ/mol.

大容量热化学吸附储热原理及性能分析

储能技术是提高能源利用效率的一种有效手段,可有效调配能量供给与需求在时间、空间和强度上的匹配关系,传统显热储存技术和相变潜热储存技术的储热密度一般在100～200kJ/kg,储热能力较低不利于规模化应用.本工作提出一种基于固-气化学反应的大容量热化学吸附储热方法,利用吸附工质对在化学反应过程中热能与化学吸附势能的相关转化实现热量的储存和释放,具有高效储热的显著优点.采用4种典型温区的吸附储热工质对为例进行了热化学吸附储热热力循环特性及工作性能的理论研究,在此基础上对不同温区吸附储热工质对（50～280℃）的热化学物性参数、储热温度、储热密度进行了分析比较,以期实现不同温度品位的热量储存.结果表明：热化学吸附储热技术的反应盐储热密度高达2000 kJ/kg以上,其储能密度约为传统显热储存技术和相变潜热储存技术的10～20倍,是一种具有发展潜力的大容量、高性能储热方法,该新技术可为规模化工业储热应用及太阳能等可再生能源的高效利用提供技术支撑.