Ag^(+)、Zn^(2+)、Cr^(3+)改性Y型分子筛吸附脱除喹啉的模拟计算研究

首先考察了吸附时间对三种改性Y型分子筛AgY、ZnY、CrY吸附脱除模拟燃料中喹啉的影响,结果发现三种分子筛对喹啉的吸附容量和去除率大小顺序均为:AgY>CrY>ZnY.运用Materials Studio软件,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)对改性Y型分子筛吸附喹啉机理进行了模拟计算研究,得出以下结论:模拟计算AgY、ZnY、CrY的比表面积和孔体积与其低温N2吸附-脱附表征结果基本一致,并且发现改性Y型分子筛的吸附脱氮能力与比表面积和孔体积关系不大;以Fukui函数为基础,采用Mulliken和Hirshfeld两种布局数分析方法模拟计算了三种改性Y型分子筛的相对亲电性并分析Lewis酸强弱,其Lewis酸大小顺序为:AgY>CrY>ZnY;对三种改性分子筛进行了前线轨道分析,其化学吸附活性大小为AgYCrY>ZnY,模拟计算所得各种结果与实验结果顺序完全一致.

煤表面含氧官能团吸附氮化物的模拟计算研究

煤表面六种常见的官能团结构单元包括酚羟基Ph-OH、羧基-COOH、羰基-C=O、醚键-O-、醇羟基R-OH和烷基R,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)从原子层面模拟计算煤表面官能团对苯胺、吡啶、喹啉三种典型氮化物的吸附性能.通过计算分析前线轨道、吸附能及分子间吸附距离等参数,探究三种氮化物在煤表面不同官能团上的吸附机理,结果表明煤表面模型上各官能团对三种氮化物的吸附强弱顺序均为:-COOH>R-OH>Ph-OH>-C=O>-O->R,三种氮化物在煤表面官能团的吸附强弱顺序为:吡啶>喹啉>苯胺.

Ag+改性NaY分子筛的制备及其吸附脱氮性能研究

采用Ag+改性NaY分子筛成功制备了AgY分子筛,利用XRD射线衍射、FT-IR、N2吸附-脱附对NaY和AgY分子筛进行了表征,并用于吸附脱除模拟燃料中吡啶、苯胺、喹啉碱性氮化物,AgY分子筛的吸附能力明显优于NaY分子筛。考察了吸附温度、吸附时间对AgY分子筛吸附三种氮化物的影响,实验结果表明,吸附能力均为:苯胺>喹啉>吡啶,为了进一步研究其吸附机理,采用Materials Studio软件建立了AgY分子筛12T团簇模型并在303、323、343 K下模拟三种氮化物分子在AgY分子筛上的吸附,计算了吸附能、活性中心与吡啶、苯胺、喹啉分子的距离、前线轨道、等密度分布、径向分布函数等相关参数,计算结果也表明,AgY分子筛对苯胺的吸附优于喹啉,优于吡啶,与实验结果一致,且吸附以化学吸附为主,AgY分子筛S位和W位为主要吸附位。吸附等温线研究结果表明,AgY分子筛对吡啶的吸附符合Langmuir-Freundlich混合吸附模型,对苯胺、喹啉的吸附符合Freundlich吸附模型。吸附动力学和吸附热力学结果表明,AgY分子筛对吡啶的吸附符合准二级动力学模型,对苯胺、喹啉的吸附符合准一级动力学模型,吸附是自发的熵增过程。

吡啶在Ti、Zr、N掺杂石墨烯表面吸附的理论研究

采用密度泛函方法,研究了Ti、Zr和N掺杂及本征石墨烯对柴油中典型碱性氮化物吡啶的吸附行为,讨论了相应的吸附能、吸附构型、马利肯电荷转移、差分电荷密度和态密度。结果表明,金属Ti、Zr掺杂能显著增强吡啶在石墨烯表面的吸附能,非金属N掺杂可略微增加吡啶和石墨烯表面间的吸附能。吡啶在不同原子修饰的石墨烯表面的吸附能大小顺序为Ti掺杂石墨烯>Zr掺杂石墨烯>N掺杂石墨烯>本征石墨烯,吡啶可与Ti、Zr掺杂石墨烯发生N−Ti、N−Zr和π−π作用,与N掺杂石墨烯、本征石墨烯发生N−N、C−N和π−π作用。进一步分析发现,吡啶和金属Ti、Zr掺杂石墨烯表面存在明显的电子转移和化学键的形成,而和非金属N掺杂石墨烯及本征石墨烯间并无化学键形成。吡啶与Ti、Zr掺杂石墨烯发生化学吸附,与N掺杂石墨烯、本征石墨烯发生物理吸附。吡啶更稳定的吸附在Ti、Zr掺杂石墨烯表面。

杂原子[Ga]AlY分子筛吸附脱除模拟柴油中的氮化物

采用液-固相同晶取代法制备了杂原子[Ga] AlY分子筛,并利用X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)等手段对其进行了表征。将[Ga] AlY分子筛用于模拟柴油中碱性氮化物苯胺、吡啶或喹啉的静态吸附脱氮实验,采用Materials Studio软件对[Ga] AlY分子筛吸附脱氮机理进行了分子模拟计算研究。结果表明,在模拟柴油用量15 mL时,[Ga] AlY分子筛较适宜的吸附脱氮条件为:室温,分子筛用量0.2 g、吸附时间20 min。模拟计算的吸附能、d距离及吸附等温线结果表明,[Ga] AlY分子筛吸附三种碱性氮化物的强弱顺序均为:吡啶>苯胺>喹啉,较符合Freundlich模型,这也与实验结果一致。吸附热力学和吸附动力学研究结果表明,苯胺的吸附反应是自发进行的吸附熵增过程,吡啶和喹啉为吸附熵减过程,三者的吸附均为放热过程。在303 K条件下,喹啉的吸附过程较符合准一级动力学模型,吡啶和苯胺的程较符合准二级动力学模型。

3种A型分子筛吸附脱除模拟柴油中苯胺或吡啶的性能

采用红外光谱、低温N_(2)吸附-脱附方法对3种A型分子筛进行了表征,考察了3种A型分子筛吸附脱除模拟柴油中吡啶的性能,并进行了动力学研究。结果表明:在模拟柴油用量15 m L的条件下,3种A型分子筛吸附脱除模拟柴油中吡啶的最佳吸附剂用量均为1.03 g,最佳吸附温度为50℃,最佳吸附时间为40 min;3种A型分子筛吸附脱除苯胺的性能均强于吸附脱除吡啶的性能,3种A型分子筛吸附苯胺和吡啶均符合准一级动力学方程。再生实验结果表明:焙烧再生优于醇洗再生;吸附吡啶的3种A型分子筛的再生率均高于吸附苯胺的分子筛。

“固体废弃物处理与处置”课程思政教学案例研究

在当下的大学教育中,以专业课程为载体,将思政元素特别是红色文化融入课程教学,能有效地丰富课程内容并提升育人效果,同时也是落实立德树人根本任务的重要举措。本研究以辽宁工业大学环境科学与工程专业核心课程--“固体废弃物处理与处置”为例,将锦州红色文化同部分课程内容相融合,形成课程思政教学案例,并研究了案例的实际教学效果,最后对教学效果进行了反思,提出了今后的改进思路。

地塞米松和IL-10对hPBMC促炎细胞因子产生和核转录因子活化的影响

目的 :观察地塞米松 (Dex)和白细胞介素 (IL) - 1 0对培养的经脂多糖 (LPS)刺激的人外周血单个核细胞 (hPBMC)释放促炎细胞因子肿瘤坏死因子 (TNF) -α、IL - 6及对转录因子核因子 -κB(NF -κB)、活化蛋白 - 1(AP - 1 )、cAMP反应元件结合蛋白 (CREB)活化的影响。方法 :用LPS刺激分离培养的hPBMC ,分为正常对照组、LPS刺激组、IL - 1 0和Dex干预组。ELISA法检测培养上清中TNF -α、IL - 6含量。凝胶电泳迁移率改变分析法 (EMSA)检测核提取物中NF -κB、AP - 1、CREB活性。结果 :LPS刺激 1h后TNF -α含量显著增加 ,Dex和IL - 1 0干预后TNF-α含量增加被显著抑制 ;IL - 6含量在LPS刺激后 1 2h显著增加 ,Dex和IL - 1 0显著抑制IL - 6的产生 ;LPS刺激 1 2h后IL - 1 0含量显著增加 ,Dex对IL - 1 0产生没有明显影响。LPS刺激 1h后NF -κB、AP - 1、CREB的DNA结合活性显著增加 ,Dex和IL - 1 0显著抑制以上三种核因子的活性 ,但Dex对AP - 1、CREB活性的抑制作用强于IL - 1 0。结论 :LPS诱导hPBMC释放多种促炎和抗炎细胞因子的产生 ,并诱导多种转录因子的活化 ;Dex、IL - 1 0能抑制上述促炎细胞因子的产生和转录因子的活化。Dex对AP - 1、CREB活性的抑制作用强于IL - 1 0。

小叶女贞提取物－M_2自由基清除剂作用的实验研究

采用豚鼠哮喘模型，通过检测血浆、肺组织及支气管肺泡灌洗液（ＢＡＬＦ）中脂质过氧化物（ＬＰＯ）含量和ＢＡＬＦ中各种细胞计数的变化，观察中药小叶女贞提取的有效成分Ｍ_２腹腔注射两天的防治效果，结果发现Ｍ２能显著减少血浆、肺组织及ＢＡＬＦ中的ＬＰＯ含量，并减少ＢＡＬＦ中上皮细胞的数量。结果提示Ｍ_２具有清除自由基的作用，并可能对气道上皮损伤有保护作用。

不同因素致急性肺损伤大鼠TNF-α、IL-6的释放水平及地塞米松的影响

目的 探讨TNF α和IL 6在急性肺损伤中 (ALI)的作用和地塞米松的治疗意义 ;方法 本实验通过静脉注射内毒素(LPS)和盲肠结扎穿孔 (CLP)复制大鼠ALI模型 ,观察在这两种ALI模型早期 ,动脉血氧分压 (PaO2 )和肺湿干重比率 (W/D)、血浆促炎症细胞因子TNF α、IL 6的变化 ,以及地塞米松干预的影响。结果 ①在LPS刺激 1 2h和CLP 2 4h大鼠PaO2 均显著降低 ,W/D显著增加 ,在同一时相LPS组损伤较CLP组重 ;地塞米松能减轻两组ALI模型大鼠PaO2 的降低和W/D的增加。②两种模型大鼠血浆中TNF α的含量先迅速增加 ,后逐渐降低 ,IL 6的浓度逐渐增加 ;LPS组TNF α的峰值浓度出现较CLP组早 ,IL 6的浓度高于CLP组 ;地塞米松能显著降低两组模型中TNF α的峰值浓度和IL 6浓度的增加。结论 血浆TNF α峰值浓度出现的早晚和IL 6浓度的水平可能反映损伤的严重程度。糖皮质激素对LPS刺激和CLP大鼠ALI有保护作用 ,可能在ALI早期有治疗应用价值。

变色硅胶吸附脱除模拟柴油中各种碱性氮化物

研究了变色硅胶吸附脱除氮含量为960.56μg/g模拟柴油中的碱性氮化物喹啉、苯胺和吡啶。比较了氧化铝、硅藻土、硅胶及变色硅胶对模拟柴油中喹啉的吸附脱除效果。采用XRD、低温N_2吸附-脱附和NH_3-TPD等方法对硅胶和变色硅胶进行了表征。考察了粒径、吸附温度、吸附时间、剂油质量比及共存芳香化合物(萘、苯或甲苯)对变色硅胶吸附脱除各种碱性氮化物的影响。变色硅胶吸附脱除碱性氮化物的顺序均为苯胺>吡啶>喹啉。吸附时间对三种氮化物的吸附脱除没有影响;吸附温度、变色硅胶粒径和共存芳香化合物对苯胺和吡啶的吸附脱除效果影响不大,对喹啉的吸附脱除效果影响较为明显;剂油质量比对三种氮化物的吸附脱除影响均较大,尤其是对喹啉影响最大。结果表明,变色硅胶吸附各种氮化物时Co能够与其中的N原子形成配位络合吸附。经焙烧再生,变色硅胶几乎完全恢复了对喹啉和吡啶的吸附脱除能力,并可多次再生,但变色硅胶再生后对苯胺的吸附能力损失较大。

Cr^(3+)、Ni^(2+)双离子改性NaY分子筛的吸附脱氮性能

制备Cr^(3+)和Ni^(2+)双离子改性NaY分子筛Cr-Ni-Y,采用FT-IR和XRD对其进行了详细表征。FT-IR谱图分析表明,Cr-Ni-Y分子筛在波数为1 147cm^(-1)处的吸收峰随改性温度、改性浓度增加而逐渐变宽,1 024cm^(-1)处吸收峰与标准NaY分子筛相比发生了蓝移现象,Cr-Ni-Y分子筛的XRD谱图与标准NaY分子筛特征峰基本一致,说明改性并没有改变分子筛结构,确定较适宜的改性条件为温度70℃、溶液中Cr^(3+)和Ni^(2+)浓度均为0.25mol/L。吸附时间对NaY,CrY,Cr-Ni-Y分子筛吸附脱除模拟燃料中喹啉氮的影响结果表明,Cr-Ni-Y分子筛吸附效果略低于CrY分子筛,优于NaY分子筛。Cr-Ni-Y分子筛对模拟燃料中苯胺、吡啶或喹啉的吸附结果表明,苯胺、吡啶和喹啉分别在40,60,50℃时吸附基本趋于平衡,且吸附效果由好到差的顺序为苯胺>吡啶>喹啉。分子模拟计算结果表明,苯胺、吡啶和喹啉分子中N的电荷数分别为-0.361,-0.233,-0.252,结合晶体场理论,苯胺与Cr-Ni-Y分子筛上Cr^(3+)和Ni^(2+)的静电作用强于喹啉和吡啶,又因为喹啉的位阻大于吡啶,吡啶吸附效果优于喹啉。

NaY分子筛的改性及吸附脱氮性能

采用离子交换法用NH+4、Zn2+、Cu2+、Cr3+阳离子改性Na Y分子筛,并利用XRD、FT-IR和低温N2吸附-脱附等方法对改性的分子筛进行了表征。XRD和FT-IR表征结果表明,改性后的分子筛骨架完好。Cr改性Y分子筛(Cr Y)的比表面积、孔体积及平均孔径均较小,但存在部分介孔。研究了改性分子筛对含喹啉模拟燃料的吸附脱氮,喹啉分子尺寸的模拟结果为0.711 6 nm×0.500 2 nm,说明其并不易进入Y型分子筛0.74 nm的微孔。吸附脱氮结果表明,Cr Y的脱氮效果最好,Cu Y和Zn Y次之,NH4Y效果最差,改性分子筛的吸附脱氮性能与金属离子的价态有关,同价金属离子改性后的分子筛,吸附时间对其影响趋势相同,且金属离子价态越高,改性分子筛的吸附脱氮性能越好。吸附温度对Cr Y和NH4Y分子筛吸附脱除喹啉的影响不大,可在室温下使用,但高温有利于Cu Y和Zn Y吸附脱氮。XRD表征结果表明,焙烧后Cr Y分子筛骨架已完全塌陷失去了绝大部分吸附脱氮性能。

不同硅铝比ZSM-5的合成及其吸附脱除柴油中苯胺和吡啶的性能

合成了一系列不同硅铝比的ZSM-5分子筛,采用XRD、FT-IR、ICP、SEM、NH_3-TPD和N_2吸附-脱附等方法对其进行了表征,研究了不同硅铝比ZSM-5分子筛对模拟柴油中苯胺和吡啶的吸附脱除性能。结果表明,所合成的ZSM-5分子筛均具有典型MFI结构;与合成原料混合物中的硅铝比相比,实际硅铝比稍有降低。ZSM-5分子筛的酸量随硅铝比的增加而降低,硅铝比较小的ZSM-5(1)和ZSM-5(2)的吸附脱除苯胺或吡啶的效果明显优于其他样品,并且所有样品吸附脱除吡啶的效果均优于苯胺。ZSM-5(2)上苯胺和吡啶的吸附等温线符合Langmuir-Freundlich混合模型。

热带气旋风场对海浪分布特征的影响

设计了一系列理想的数值实验,利用高分辨率的WAVEWATCHIII海浪模式定量分析热带气旋移动速度、强度、最大风速半径和热带气旋移动时的转向等风场细节因素对热带气旋下表面海浪分布特征的影响。实验结果表明,热带气旋移动速度、最大风速半径和热带气旋移动时的转向会影响海浪的空间非对称分布。最大风速半径增大会使最大有效波高的位置向后移动,而移动速度增大会使最大有效波高位置向前移动。移动速度增大会使右侧象限内的有效波高增大,左侧象限内有效波高减小。最大风速半径增大和强度增强使各象限内有效波高均增高。热带气旋的转向使各象限内有效波高增高,除了右后象限。这些风场特征对各个象限内海浪的平均波长、平均周期、平均波向、和波峰方向都有很重要的影响,尤其以左后象限最为显著。

介孔材料Co-MCM-41的合成及其吸附脱除各种碱性氮化物

采用水热法合成了MCM-41和不同Co/Si物质的量比的Co-MCM-41介孔材料,并采用XRD、FT-IR和低温氮气吸附-脱附方法对样品进行了表征。FT-IR及XRD表征结果说明,Co原子已经进入了介孔材料的孔壁。合成的MCM-41及Co/Si(物质的量比)为0.18以下的Co-M CM-41都具有六方有序排列的介孔结构。当加入的Co/Si(物质的量比)为0.22时,样品的(100)峰完全消失,不具备六方有序排列的介孔结构,说明以硝酸钴为钴源合成Co-MCM-41的最大Co加入量为Co/Si(物质的量比)为0.18左右。与MCM-41相比,各Co-MCM-41样品的XRD(100)峰随着Co加入量的增加逐渐变宽变弱,比表面积和孔容变小,平均孔径增大。当加入的Co/Si物质的量比大于0.06时,Co-MCM-41的介孔孔道中存在少量聚集态的Co3O4。利用合成的Co-MCM-41吸附脱除氮含量为1737.35μg/g模拟燃料中的碱性氮化物喹啉、苯胺或吡啶,结果表明,所有样品的吸附脱氮效果顺序为苯胺>吡啶>喹啉。Co-MCM-41(0.06)的吸附容量和氮脱除率明显要高于其他样品,对苯胺、吡啶和喹啉的吸附容量分别为42.17、35.66和29.18 mg(N)/g,去除率分别为82.38%、73.53%和61.11%。添加到模拟燃料中的芳烃化合物萘、苯或甲苯对其吸附脱氮没有影响,表明介孔材料Co-MCM-41对各种含氮化合物的吸附主要是N原子与Co的配位络合吸附,而不是π-π络合作用。采用焙烧或乙醇溶剂洗涤再生后的Co-MCM-41(0.06)恢复了吸附脱氮能力,说明其具有较好的再生性能。

利用微生物提高采油率

微生物技术用于提高原油采收率(MEOR)是一项新型的三次采油技术,主要是利用微生物能有效利用原油组分作为碳源进行生长代谢并产生酸、气、有机物及一些有利于原油开采的表面活性剂,从而提高地层压力、岩层孔隙度、渗透率和原油开采率。该技术具有操作条件温和,费用低,不产生二次污染等特点。同时对MEOR技术的分类、工作原理、代谢产物、化学剂对其影响、有利于和不利于石油开采的石油微生物、经济评定等问题进行了讨论,并提出了MEOR技术的发展前景及需进一步研究的问题。

杂原子介孔Co-MCM-41分子筛的制备及其吸附脱氮性能

采用水热法合成了介孔MCM-41和Co-MCM-41分子筛,并利用XRD、FT-IR、低温N2吸附-脱附和NH3-TPD等方法对合成的分子筛进行了表征。考察了晶化时间、晶化温度、陈化时间对合成介孔Co-MCM-41分子筛的影响,确定较适宜的合成条件为陈化时间1 h,晶化温度110℃,晶化时间2 d。XRD和FT-IR表征结果说明,Co原子已经进入MCM-41的骨架。M CM-41和Co-M CM-41的平均孔径均为2.82 nm,BET比表面积分别为986.42和637.69 m2/g,孔容分别为0.762 1和0.537 2 m3/g。NH3-TPD的表征结果表明,M CM-41和Co-M CM-41的酸性都较弱,但Co-M CM-41的酸性明显强于M CM-41。在此基础上,利用合成的MCM-41和Co-MCM-41吸附脱除氮含量为1 737.35μg/g的模拟燃料中的喹啉。喹啉分子尺寸的模拟结果为0.711 6 nm×0.500 2 nm,说明其可以很容易地进入MCM-41和Co-MCM-41的介孔孔道中。Co-MCM-41分子筛的氮脱除率明显高于MCM-41,这是由于其较强的酸性及与喹啉之间的化学吸附,而且,Co-MCM-41吸附脱氮具有较好的再生性能。

改性NaY分子筛吸附脱除模拟燃料油中碱性氮化物

采用Cr^(3+)、Ni^(2+)、Ba^(2+)离子对NaY分子筛进行单离子或双离子改性处理,并对改性后的CrY、Cr-Ni-Y、Ba-Ni-Y、BaY及NaY分子筛进行了XRD和低温氮气吸附-脱附表征,结果表明改性后分子筛骨架未变,但结晶度都有所降低,降低幅度为CrY>Cr-Ni-Y>Ba-Ni-Y>BaY;各改性分子筛的平均孔径基本未变,CrY的平均孔径最大。分子筛吸附脱除模拟燃料中喹啉的实验结果表明,吸附时间和吸附温度对CrY、Cr-Ni-Y和BaNi-Y分子筛吸附喹啉影响不大,对BaY和NaY分子筛吸附喹啉影响为脱除率先增加之后趋于平衡再降低。分子筛对喹啉的吸附效果依次为CrY>Cr-Ni-Y>Ba-Ni-Y>BaY>NaY,改性提高了分子筛吸附喹啉性能。各分子筛对含碱性氮化物苯胺、吡啶或喹啉模拟燃料的吸附脱氮结果表明,对苯胺的吸附性能均优于吡啶和喹啉,依据分子模拟计算,苯胺N所带的负电荷最大,根据静电作用原理,CrY、Cr-Ni-Y和Ba-Ni-Y对苯胺的吸附作用大于吡啶大于喹啉。BaY和NaY分子筛对碱性氮化物的吸附主要为物理吸附,对苯胺和吡啶的脱除效果接近,优于喹啉。