利用导向剂法制备磁性LSX型分子筛及改性

这是一篇材料学领域的论文。采用胶体导向剂与Fe_(3)O_(4)制备了磁性LSX分子筛原粉,经银离子交换与水合肼还原后生成了含银原子的磁性LSX分子筛,利用扫描电镜、振动样品磁强计、X衍射分析仪、光电子能谱仪、比表面吸附仪对样品的表面形貌、磁性、物相结构、元素组成与比表面积进行了分析表征,结果表明磁性LSX分子筛为LSX分子筛与Fe_(3)O_(4)的复合材料,微孔比表面积为679.38 m^(2)/g,合成时胶体导向剂较佳加入量0.5%,磁性随Fe_(3)O_(4)加入量增加而增大,经银交换后与水合肼还原后的磁性LSX分子筛,比表面积减少。

含碱氧化铝吸附分离丙二醇中的乙二醇

乙二醇是生物质基1,2-丙二醇的主要杂质。通过浸渍法将质量分数为20%的NaOH溶液分散于介孔Al_(2)O_(3)中,真空干燥后制得吸附剂,通过吸附方法分离、纯化含质量分数为10%乙二醇的1,2-丙二醇。发现碱性位点对乙二醇有优先吸附的特性,且多孔Al_(2)O_(3)负载的NaOH具有较高的吸附容量。在负载过程中,Al_(2)O_(3)的比表面积大幅下降,且因NaOH沉积而形成新的介孔。CO_(2)-TPD测试结果表明:氧化铝载体的碱量远低于其负载的NaOH的碱量,因此,24.7NaOH-Al_(2)O_(3)对乙二醇的强吸附能力应归因于NaOH而非氧化铝载体。在NaOH负载质量分数为24.7%、吸附剂质量分数为20%、吸附温度为20℃、吸附时间为4 min的较优条件下,1,2-丙二醇的质量分数从90%提高到92%,乙二醇吸附量高达69.2 mg/g。乙二醇移除率约为丙二醇损失率的10倍,表现出较高的分离选择性。Gaussian 03分子模拟软件的计算结果表明:乙二醇的羟基氢原子带有明显的正电性,而1,2-丙二醇的羟基氢原子显示负电性或电中性,故只有乙二醇的羟基有显著的Lewis酸性,这种独特的酸-碱相互作用是分离选择性的根本原因。

空分装置中一种余热利用改进型分子筛工艺的探讨

常规空分装置分子筛吸附系统大多采用双塔变压吸附流程,吸附塔体积较大,分子筛装填量较多且较易粉化,会导致系统阻力增大等。经分析与探讨,提出一种改进型分子筛吸附工艺(4台小型吸附塔依次按照“吸附—冷吹—高温再生—余热再生”循环运行),利用空压机一级换热器与二级换热器预热污氮气用于吸附塔的余热再生与高温再生。此举可有效减少空压机系统的热量损失及循环水用量,并减少分子筛再生电加热器的电耗、延长分子筛使用寿命等;虽然其一次性投资会有所增加,但利于分子筛吸附系统与空分装置的优质运行与节能降耗。目前,本工艺尚处于前期分析论证阶段,还需根据工艺需要进一步优化,新上空分项目(或技改项目)建议采用此种改进型分子筛吸附工艺(四塔流程)。

PSA提氢系统吸附塔投/切分析及操控要点

宁波中金石化有限公司煤制氢装置PSA提氢系统有10台吸附塔(吸附塔A~J),运行中存在产品氢气纯度低、程控阀开关异常、程控阀内漏或外漏(必要时需进行手动切塔操作)而需进行置换检修等问题,手动切塔操作过程中易引起系统气量与吸附压力、解吸气压力的波动,影响系统的稳定运行与产品氢气的纯度。基于PSA提氢系统运行特点与相关实际生产经验,就影响生产的典型问题进行分析,并根据不同运行模式下系统运行步序与各吸附塔对应状态的变化,通过对比分析,总结得出可通用的运行模式与分析方法,以便在涉及手动切塔操作时可以直接快速确定吸附塔切出状态,同时指出故障处理时切塔/投塔的操控要点。

改性纳米纤维素对铜离子的吸附

用内蒙古自治区武川县废弃的莜麦秸秆制备纳米改性莜麦秸秆纤维素,分别从吸附剂投加量,吸附时间和溶液pH值对其铜离子吸附性能进行对比研究,HCl-NTA-NOSC投加量在0.1g左右时,吸附率最高,可以达到30%至35%,最佳吸附时间为60分钟、在溶液pH值5左右时吸附效果最好。

金属有机框架材料对非二氧化碳温室气体捕捉研究进展

随着全球暖化研究的深入,非二氧化碳温室气体(非二气体)日益受到重视,其温升效应大,寿命长,能够带来巨大的温室效应,因而成为近年来的研究热点。其中对非二气体的高效捕捉是目前面临的难点和新挑战。多孔材料吸附捕捉是一种低能耗的气体捕集分离技术,关键在于高效的吸附剂开发。金属-有机框架材料(MOFs)因其结构多样,孔道的高度可调控性能,以及具有丰富的开放金属位点等特点为非二气体的分离和捕捉提供了新的机遇。以此为主题,总结了近年来MOF材料在非二气体分离方面的研究成果,分析了各材料的分离机理与性能,展望了未来MOFs材料在非二气体分离领域的挑战与机遇。

4A分子筛吸脱水特性研究

这是一篇陶瓷复合材料领域的论文。为了解4A分子筛在吸水脱水过程中水含量分布特征,采用高温脱水与低温吸水计算方法,探讨了不同脱附温度与气氛下4A分子筛水含量分布,结果表明,脱附温度为200~230℃时,在非真空气氛脱附时,有效残留水含量为4%~5%,有效脱附水含量达到了24%~25%,吸水率为83%~87%;在真空气氛下脱附时,有效残留水含量为1%~2%,有效脱附水含量达到了27%~28%,吸水率为93%~97%。为了使有效残留水含量低于2%,较佳脱附再生条件为真空气氛、脱附温度不低于200℃。采用差热失重法可以估算分子筛在非真空气氛下的有效脱水含量与有效残余水含量。真空脱附后样品吸水速率大于非真空脱附的吸水速率。

松香基吸附树脂纯化三七总皂苷及吸附机理

该研究以氢化松香(β-丙烯酰氧乙基)酯、甲基丙烯酸为单体,二乙烯基苯为交联剂合成了新型松香基吸附树脂(Rosin-Based Adsorption Resin,RBAR),采用FT-IR、TGA、粒径分析、SEM和氮气吸附-脱附等温线对RBAR进行了表征,并研究了RBAR对三七总皂苷(Panna notoginseng Saponins,PNS)的吸附。结果表明RBAR具有良好的热稳定性、均一的颗粒粒径、规整的球形、较高的比表面积(563.37 m^(2)/g)和丰富的微/介孔结构。在PNS初始质量浓度6 mg/mL,温度328 K,固液比0.046 g/mL,吸附时间180 min下,平衡吸附量127.97 mg/g,树脂用φ=70%乙醇再生,重复使用10次后吸附率为97%以上。最佳条件下用RBAR对PNS初提物纯化,三七总皂苷质量分数从46%提升到80%,与商业树脂D101相比有更好的解吸和纯化效果。通过吸附动力学、吸附等温线、热力学模型拟合和孔结构分析探讨了吸附机理。吸附动力学符合准一级动力学,主要由液膜扩散控制传质过程;吸附等温线符合Freundlich模型;吸附机理为非均质多层物理吸附,主要由疏水作用、氢键作用和孔隙填充效应共同提供吸附驱动力。为三七总皂苷纯化新技术的开发提供了理论依据。

费托合成油含氧化合物吸附脱除研究进展

研究费托合成油的高值化利用是煤制油产业可持续发展,赋能碳达峰、碳中和的重要途径。费托合成油适合作为生产α-烯烃的原料,而油中有机酸、醇、醛、酮、酯等含氧化合物的脱除是α-烯烃分离精制的基础。脱除方法主要有吸附、加氢、精馏、溶剂萃取等,其中吸附法具有操作简单、可再生、深度除杂等优点,尤其适用于微量含氧化合物的完全脱除。介绍了分子筛、硅胶、活性氧化铝、树脂、金属有机骨架化合物(MOFs)等吸附剂脱除含氧化合物的原理,综述了各类吸附剂脱除费托合成油中含氧化合物的研究进展。结合文献数据,比较了各类吸附剂的吸附效果,并对脱除含氧化合物工艺的研究方向提出了建议。

二氧化碳脱除技术研究综述

近年来,温室气体排放的逐年加剧带来日益严重的气候变化问题,已经引起国内外广泛的关注,二氧化碳的脱除技术也逐渐受到重视。介绍了烟气中二氧化碳的脱除技术的分类方法,从研究现状、捕集原理和优缺点等方面对常见的物理吸收法、化学吸收法、固体吸附法和膜分离法进行总结,并着重介绍了工业上应用广泛的化学吸收法。

合成氨装置PSA提氢系统消除隐患及工艺优化小结

云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司二期合成氨装置PSA提氢系统于2011年4月首次发现吸附塔A顶部封头有气体外漏,当时通过切塔剖开封头上裂纹并补焊的方式予以消漏,后来其他吸附塔顶部封头均陆续出现了类似气体外漏问题。经与技术商反复分析与讨论,认为系PSA提氢系统负荷增加后调减吸附周期时间致交变应力增大、吸附塔顶部封头内部筋板与封头内壁仅两头局部焊接缺陷致筋板处出现裂纹所致。8台吸附塔顶部封头消除裂纹隐患改造工程于2017年5月—2018年12月陆续施行,此项难度较大的工程顺利完成后,彻底消除了隐患,PSA提氢系统实现了安全、稳定、优质运行。

介孔材料氨基表面修饰及其对CO_2的吸附性能

采用接枝方法在介孔材料MCM-41和SBA-15的孔道内表面进行氨基化修饰,XRD、29Si-NMR、FT-IR、TGA、BET等测试结果表明,氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)和氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPMDS)都分别接枝在介孔材料的孔道内,表面氨基修饰量约为1.5-2.9mmol·g-1.表面修饰后介孔材料的孔道仍高度有序,但比表面积减小.表面修饰前后介孔材料对CO2的吸附性能发生显著变化,由于物理吸附转化为以氨基为活性中心的化学吸附,吸附量从修饰前的0.67mmol·g-1提高到2.20mmol·g-1.

车用燃料油吸附法深度脱硫技术进展

综述了车用燃料油吸附法深度脱硫的技术及吸附机理,主要包括物理吸附脱硫、化学吸附脱硫、络合吸附脱硫和选择性吸附脱硫等。物理吸附是极性吸附,吸附剂对硫化物的选择性差,难以对燃料油进行深度脱硫;化学吸附能对燃料油进行深度脱硫,但吸附温度和吸附剂再生温度较高;络合吸附和选择性吸附脱硫技术操作条件温和、投资和操作费用低,能深度脱硫,可生产硫含量小于50μg/g的低硫车用燃料油,但目前吸附剂对含硫芳烃的选择性和容硫量还较低,不能满足工业应用的要求。

MCM-41和SBA-15动态吸附VOCs特性和穿透模型

采用模板剂法制备了具有规整孔道的MCM-41和SBA-15介孔分子筛,考察了两种介孔分子筛动态吸附甲苯、邻二甲苯、均三甲苯的特性。结果表明,MCM-41平均孔径小,孔壁叠加作用力强,更适合吸附中、低浓度的VOCs,对芳烃类VOCs为典型的Ⅰ型吸附等温线;SBA-15具有微孔和介孔共存的特点,平均孔径大,对大分子和高浓度的VOCs具有更好的吸附能力,同时也可有效地吸附低浓度VOCs,对芳烃类VOCs为典型的Ⅳ型吸附等温线。通过Yoon-Nelson模型对MCM-41和SBA-15动态吸附过程的拟合,得出的吸附模型参数可以较为准确地预测VOCs在介孔分子筛上的吸附穿透曲线。

氯霉素在活性炭上的吸附平衡与动力学

为去除水体中残留的氯霉素,采用生物相容性佳的活性炭作吸附剂,测定了25,30,35℃下氯霉素在自制活性炭上的吸附平衡与动力学,并与商用竹炭作对比。结果表明高比表面积活性炭是去除水体中残留氯霉素的高效吸附剂,活性炭的吸附容量随着吸附剂比表面积和孔容的增大而增大,但随温度从25,30到35℃升高而减小,自制高比表面积活性炭的吸附容量达到3种市售活性炭样品吸附容量的10倍以上;Freundlich吸附等温线方程可较好地描述氯霉素在活性炭上的吸附平衡,准二级方程是用来描述氯霉素在活性炭上吸附的合适动力学模型,并通过拟合得到了其动力学参数。随着温度的升高吸附容量逐渐减小。本研究为活性炭对水体中残留氯霉素的吸附处理提供了科学依据。

氨水改性活性炭纤维吸附苯乙烯的性能

主要研究采用氨水对活性炭纤维ACF表面进行改性,制备了3种不同的改性ACF,测定ACF孔结构和表面酸碱基团,并测定了苯乙烯在改性ACF床层的吸附透过曲线,讨论了改性ACF的孔结构和表面酸碱基团对其吸附性能的影响。结果表明,与原始ACF相比,经氨水改性后的活性炭纤维ACF其表面碱性基团含量、孔容及其比表面积增加,从而明显提高了对苯乙烯的吸附容量;用浓度为6mol/L的氨水改性的ACF2其微孔孔容及其比表面积最大,其对苯乙烯的吸附容量也最大。

5A分子筛吸附正己烷的性能及其表征

测定了两种5A分子筛(5A-1和5A-2)对正己烷的吸附性能,并对它们的结构进行了表征,分析了5A分子筛的微观特性与吸附性能的关系。实验结果表明,与5A-2相比,5A-1的结晶度更高,且5A-1晶粒规整、大小均匀,n(SiO2)∶n(Al2O3)为1.99,具有适度的表面酸性,在30℃下对正己烷的平衡吸附量达到0.16kg/kg,比5A-2提高了约24%。在5A分子筛成型制备中,扩孔剂焙烧以及黏结剂转晶过程中形成的二次孔有利于减小对正己烷吸附的扩散阻力;5A-1具有较小的中孔平均孔径(3.59nm)、较大的中孔比表面积(484.98m2/g)以及适度的中孔和大孔分布,使其对正己烷的吸附速率较快;5A-1对正己烷的吸附平衡时间近似为5A-2的1/12。

5种大孔吸附树脂对沙棘叶黄酮苷元的静态吸附/解吸附性能

以槲皮素、山奈酚和异鼠李素的静态吸附率/解吸附率为评价指标,考察了HPD600、YWD01G3、YWD01F、07C、AB-8 5种大孔吸附树脂对沙棘叶黄酮苷元的吸附/解吸附性能。实验结果表明:非极性树脂YWD01G3在吸附/解吸附方面显示出最佳的综合性能,对槲皮素、山奈酚、异鼠李素的平均吸附率和解吸附率分别为90.81%和59.51%。该实验为初步确定沙棘叶黄酮纯化用大孔树脂和进一步研究其动态吸附/解吸附提供了依据。该工作经中国科学院兰州查新咨询中心2006年3月28日出具的第2006033101号《科技查新报告》证实,未见相同文献报道。

功能化锌金属有机骨架对刚果红染料的吸附

为了提高染料废水中刚果红的吸附量和脱色率,从而减少其对环境的污染,以锌金属有机骨架(MOF-5)和功能化锌金属有机骨架(EDA/MOF-5)作为吸附材料,探讨其对刚果红的吸附性能;研究染料浓度、温度、pH值、吸附时间和离子强度对吸附性能的影响,用Langmuir和Freundlich模型对其吸附行为进行描述,并对其吸附动力学进行了探究.结果表明:EDA/MOF-5较于MOF-5对刚果红的吸附量和脱色率分别提升了13.19 mg/g和14%;金属有机骨架MOF-5在弱碱性的条件下更容易吸附水中的刚果红染料,EDA/MOF-5受pH值的影响较小;在试验范围内,随着刚果红初始浓度和温度的升高,EDA/MOF-5对刚果红的吸附量也随之增大,当刚果红浓度为80 mg/L时,EDA/MOF-5对其吸附量和脱色率分别达到78.36 mg/g和98%;由于其他离子的加入,其与染料分子相互竞争吸附位点,对于刚果红的吸附有一定的抑制作用;研究表明Freundlich模型更适合描述该吸附过程;该吸附过程更符合拟二级动力学方程.

大孔树脂吸附纯化青钱柳叶三萜化合物

为得到纯度较高的青钱柳叶三萜化合物,采用大孔树脂吸附法对青钱柳叶三萜粗提物进行纯化研究。静态吸附实验结果表明,AB-8树脂对青钱柳叶三萜化合物吸附、解吸性能较好,比饱和吸附量为77.49mg/g,解吸率为85.44%,总回收率可达72.01%。AB-8树脂动态吸附-解吸实验表明:上柱流速增大,吸附率呈降低趋势;随着上柱液质量浓度增大,吸附率先升后降;95%乙醇洗脱效果较好,10BV为合理用量;随着洗脱流速增大,洗脱液峰浓度降低,洗脱率减小,综合考虑以1.5mL/min较为适宜。经AB-8树脂纯化后,三萜类物质纯度可达44.30%。