柱上甲基化-碘化钾改性硅胶还原法分离石油样品中芳香类含硫化合物

研究开发了一种通过层析柱上甲基化-碘化钾改性硅胶还原法分离石油芳香类含硫化合物的新方法。通过填充担载了六氟锑酸银的硅藻土制备固相萃取柱,实现含硫化合物的快速甲基化和对甲基锍盐的富集;再通过碘化钾改性硅胶对芳香类甲基锍盐进行快速还原,最终得到高纯度的芳香类含硫化合物。利用模型化合物对该方法进行验证,同时将该方法应用于柴油和原油样品,并结合气相色谱串联硫化学发光检测器和气相色谱串联质谱对分离组分进行分析。模型化合物分析结果表明,该方法对包含屏蔽型结构在内的二苯并噻吩类化合物回收率可达95%以上。石油样品的分析结果表明,该方法可实现对不同类型芳香类含硫化合物的高纯度分离,且操作简单、快捷。

乙二胺-N-丙基改性硅胶的可控键合制备及其在银杏酸脱除中的应用研究

优化了乙二胺-N-丙基键合硅胶(PSA)键合量可控的制备工艺,考察了PSA制备的批次重复性,并进行PSA制备的中试放大实验。采用红外光谱、元素分析及电位滴定法对所制备的PSA进行性能评价,结果表明:在3460 cm^(-1)处出现了N—H伸缩振动峰,在2960 cm^(-1)和2860 cm^(-1)处出现了—CH的不对称和对称伸缩振动峰,708 cm^(-1)处出现了—NH2的变形振动吸收峰,表明乙二胺-N-丙基成功接枝到硅胶表面;随着制备体系中硅烷化试剂比例的增加,碳、氮和氢元素的含量以及电位滴定法得到的离子交换容量均呈现上升趋势,说明乙二胺-N-丙基官能团的键合量逐渐增加。将制备的PSA填充成分离纯化小柱,考察了不同键合量PSA对银杏叶提取物中银杏酸的脱除效率,结果表明:PSA对银杏酸有强吸附能力,可应用于银杏叶提取物中银杏酸的脱除,2^(#)、3^(#)、4^(#)和5^(#)PSA分离纯化柱的最大上样体积分别为21、22、23、24 mL,且脱除效率随乙二胺-N-丙基键合量的增加而升高。

硅烷试剂改性硅胶特性及柴油吸附性能研究

选择6种硅烷试剂对B型硅胶进行接枝改性,通过N 2吸附-脱附试验、固体红外光谱分析、热重与质谱联用分析、元素分析和甲苯吸附试验等表征手段探究吸附材料的物理和化学特性,结合静态吸附平衡试验探究吸附材料的柴油吸附性能。结果表明:氨基、巯基和环氧基基团可以和硅胶成功接枝,改性后硅胶的比表面积、总孔体积、最可几孔径和平均孔径均减小,甲苯吸附量与改性硅胶比表面积呈正相关关系。根据改性硅胶中氮元素质量分数的不同计算得出,硅胶改性反应的程度与硅烷试剂的选择有关。静态试验结果表明:6种硅烷试剂中,氨基和环氧基改性硅胶能提高吸附剂对双环芳烃的选择性,同时提高对柴油中含硫化合物的选择性;巯基改性硅胶能降低吸附剂对含硫化合物的选择性;而氨基、巯基和环氧基改性硅胶均能降低吸附剂对单环芳烃的选择性。

新型铝改性硅胶吸附材料的制备与性能

陶瓷纤维纸经水玻璃、酸性铝盐溶液顺次浸渍得到新型铝改性硅胶吸附材料.反应的优化条件为:水玻璃浓度26.6wt%、铝盐浓度10wt%、溶液pH值1.8.29Si和27AlMAS NMR谱显示:铝替代硅进入SiO4硅氧四面体结构单元,但并不影响其骨架结构;红外光谱显示Si-OH对称伸缩振动峰由968cm-1移至Si(Al)-OH的954cm-1;扫描电镜图表明铝改性硅胶能较好地分散在瓦楞陶瓷纤维表面及其孔隙中;X射线能谱(EDS)揭示材料表面微区Al3+ 的存在与含量;孔隙分析显示材料起吸附作用的主要为中孔;由于铝离子改性,新型吸附材料的吸附性能、耐热性能及机械强度等均优于同等条件下反应生成的硅胶.

用过渡金属改性硅胶吸附剂脱除焦化柴油中的氮化物

将过渡金属离子(Fe3+,Co2+,Ni2+,Cu2+)负载到硅胶上,先制得过渡金属离子改性硅胶吸附剂(Fe(Ⅲ)/SiO2,Co(Ⅱ)/SiO2,Ni(Ⅱ)/SiO2,Cu(Ⅱ)/SiO2),后在氢气环境中和500℃下对过渡金属离子改性硅胶吸附剂进行还原处理,制备出过渡金属改性硅胶吸附剂Fe/SiO2,Co/SiO2,Ni/SiO2。分别在间歇式和连续固定床吸附装置上,以焦化柴油(氮质量分数为2.1×10-3)为原料,在常压下研究了吸附条件对吸附剂脱氮效果的影响。结果表明,最佳吸附温度为120℃,最佳油剂比[m(焦化柴油)/m(吸附剂)]为60;平衡吸附量[m(氮)/m(吸附剂)]由小到大顺序为Fe(Ⅲ)/SiO2,Ni/SiO2,Co(Ⅱ)/SiO2,Cu(Ⅱ)/SiO2,Fe/SiO2,Ni(Ⅱ)/SiO2,Co/SiO2;分别用Fe(Ⅲ)/SiO2,Ni/SiO2,Co(Ⅱ)/SiO2处理焦化柴油,吸附剂的平衡吸附量分别为22.713×10-3,23.305×10-3,18.480×10-3。

金属离子掺杂改性硅胶吸附剂的吸附性能

采用浸渍共沉积法,以陶瓷纤维纸为基材,钴盐、铝盐或钛盐为改性剂,顺次经水玻璃、酸性盐溶液,制得了金属离子掺杂硅胶吸附剂。探讨了盐含量、温度、pH值等对改性硅胶吸附性能的影响。静态吸附测试及多孔介质表面分析表明:经金属离子掺杂改性,可以使硅胶吸附性能明显增强,BET比表面积、孔容、平均孔径明显增大;饱和吸附量及BET比表面积按铝掺杂硅胶、钛掺杂硅胶、钴掺杂硅胶及硅胶的顺序减少;前期吸附速率(1000s)、平均孔径及其热稳定性按钴掺杂硅胶、铝掺杂硅胶、钛掺杂硅胶及硅胶的顺序递减。饱和吸附量与BET比表面积相关性分析显示,掺杂改性硅胶仍以物理吸附为主。

用3,6-双[(2-胂羧基苯)偶氮]-4,5-二羟基-2,7-萘二磺酰苯胺改性硅胶富集、分离痕量元素的研究

本文介绍了3,6-双[(2-胂羧基苯)偶氮]-4,5-二羟基-2,7-萘二磺酰苯胺(偶氮胂-DAL)改性硅胶的制备方法,研究了它的性质及其富集,分离Ti(Ⅳ),Zr(Ⅳ)、Hf(Ⅳ)的工作。研究结果表明,偶氮胂-DAL改性硅胶在6mol/L HClpH4.0的溶液中是稳定的;其对Zr(Ⅳ)的最大吸附量为20.9μmol/g;在1mol/L HCl介质中,经偶氮胂-DAL-SG柱预富集处理后,可将Zr(Ⅳ)、Hf(Ⅳ)与Ti(Ⅳ)、贵金属、常见过渡元素,稀土元素等金属离子直接分离,用普通分光光度法测定人工水样中Zr(Ⅳ)的下限可达10^(-9)g/g。

改性硅胶除湿轮传热传质性能研究

对A l3+掺杂硅胶除湿轮的传热传质性能进行了理论和实验研究,分析了转速、解吸角以及通道尺寸对除湿轮性能的影响,结果显示:蜂窝状通道尺寸优化值为1.34 mm×4.35 mm;当轮厚在0.15~0.30 m范围内,最佳转速为10 rph;对0.2 m厚的转轮,10 rph和90°的解吸角有利于强化除湿轮的传热传质性能.

改性硅胶负载磷钨酸催化合成柠檬酸三丁酯

用3-氨丙基三甲氧基硅烷对硅胶进行改性,然后负载磷钨酸,制备了改性硅胶负载磷钨酸催化剂,并进行红外FT-IR分析以及热重分析。考察了改性硅胶与活化硅胶对磷钨酸的负载量以及它们催化合成柠檬酸三丁酯(TBC)的重复利用效果,结果表明:改性硅胶与活化硅胶的最大负载量分别为44.7%和16.8%,将此两种催化剂重复使用三次,平均产率分别91.1%和23.7%。设计了三因素三水平的正交试验,得到最佳反应条件:改性硅胶负载磷钨酸催化剂2.5g(负载量为43.5%),反应4h,(n柠檬酸:n正丁醇)为1:4,反应温度为140℃。产率为92.1%。

改性硅胶吸附剂用于CO_2/CH_4吸附分离的研究

采用等体积浸渍法,通过在硅胶材料(XFGJ)表面修饰不同碱金属或碱土金属离子,制备硅胶基型吸附剂。采用变压吸附考察改性硅胶对CO2/CH4混合气体的吸附及分离性能。实验发现,担载1%质量分数BaCl2的XFGJ(1Ba-XFGJ)对CO2/CH4混合气体的动态吸附分离效果最佳,在0.5MPa,20℃时,1Ba-XFGJ的分离因子为9.55,与未改性的XFGJ相比分离因子提高了116%。采用低温氮气吸附脱附表征XFGJ及1Ba-XFGJ的比表面积和孔径分布,发现BaCl2的引入能够增加微孔数量,有利于提高CO2/CH4的吸附分离性能。

镉试剂2B改性硅胶富集和测定水体中的镉

报道了用镉试剂２Ｂ改性的硅胶（Ｃａｄｉｏｎ２Ｂ－ＳＧ）来富集水体中的痕量镉的各种条件。结果表明，在ｐＨ＝６的条件下，Ｃｄ２＋能被Ｃａｄｉｏｎ２Ｂ－ＳＧ定量吸附，其净吸附量为７．９μｍｏｌｇ－１，吸附的Ｃｄ２＋可被０．１ｍｏｌＬ－１的ＨＣｌ洗脱。据此，建立了Ｃａｄｉｏｎ２Ｂ－ＳＧ柱富集、胶束增溶分光光度法测定镉的方法，并对废水中的镉进行了测定，结果令人满意。

杂多酸改性硅胶吸附脱除模拟柴油中的苯胺或吡啶及吸附动力学

利用等体积浸渍法分别在硅胶上负载杂多酸磷钼酸或硅钨酸得到改性硅胶。采用XRD、FTIR、低温N_2吸附-脱附和BET等方法对改性硅胶进行了表征,并研究了改性硅胶吸附脱除模拟柴油中的苯胺或吡啶及其动力学。实验结果表明,硅胶及改性硅胶都具有无定形非晶态结构,且比表面积、平均孔径和孔体积几乎相同。改性硅胶对两种氮化物的吸附脱除效果均优于硅胶。苯胺和吡啶在改性硅胶上的吸附符合准一级动力学方程。采用焙烧方法对改性硅胶进行再生处理的效果优于醇洗方法,并且对吸附吡啶后改性硅胶的再生效果高于吸附苯胺后的改性硅胶。

巯基改性硅胶吸附汞性能的研究

探讨制备活性硅胶,并与氯丙基三氯硅烷改性得氯丙基三氯硅烷改性硅胶(CP-硅胶),后再用硫氢化钠进行巯基化得到巯基改性硅胶(SH-硅胶)。实验发现CP-硅胶、SH-硅胶总有机碳含量分别为8.98%(wt,质量分数,下同)、7.03%,SH-硅胶含硫量为4.99%,巯基转化率约80%。由SH-硅胶对硝酸汞(Hg^(2+))吸附实验发现,SH-硅胶吸附平衡需12h,对Hg^(2+)的去除率达到95%以上,饱和吸附量为230mg/g。吸附平衡时间随Hg^(2+)浓度增大而变长,溶液pH值越高(pH≤7),对Hg^(2+)去除率愈高。

改性硅胶分离富集-X射线荧光能谱法测定金精矿中的金

硅胶通过L-半胱氨酸修饰后得到改性硅胶,改性硅胶对金元素具有很强的吸附作用,将其作为分离富集手段,结合薄样技术-X射线荧光能谱法,可用于检测金矿中的金含量.本研究优化了包括pH值、洗脱液的种类、洗脱液的体积、最大吸附容量、最大富集倍数等参数.在最优条件下,金元素的最大富集倍数为100,检出限为0.017μg/mL.本方法可应用于金精矿样品中金的测定.

苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丙二酸二乙酯

以丙二酸和乙醇为原料,以苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛为催化剂,合成丙二酸二乙酯,确定了酯化优化条件。

芘在改性硅胶上的光物理研究——以芘为探针研究改性硅胶的表面特性

研究了芘在正十碳烷氧基和三甲基硅氧基改性硅腔表面上的荧光光谱和寿命。在这二种硅胶上,激基缔合物是由基态聚积体直接受光和受激发的单分子和基态的单分子所形成、在硅胶≡Si—O—C_(10)H_(21)-n上比在硅胶≡Si—O—SiMe_3上所形成的聚积体较少。化学改性与物理改性相结合可使芘在较大的浓度范围内主要以单分子分散。激基缔合物的形成主要是由动力学过程所控制。研究了温度对芘的荧光光谱和寿命的影响。激基缔合物形成过程的活化能约为7kcal mol^(-1)。讨论了环境对单分子荧光光谱结构的影响。

氯丙基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯

采用氯丙基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯,研究了催化剂负载量对催化活性和改性催化剂用量对酯化率的影响,以及投料比、反应时间和循环次数与酯化率的关系。

氨基硅烷化改性硅胶负载杂多酸催化剂的制备及催化性能

对硅胶-凝胶法制备的硅胶载体进行了氨基硅烷化改性,并以浸渍法负载了Keggin型磷钼钨杂多酸H_3PW_6Mo_6O_(40),使用FT-IR、XRD及扫描电镜对催化剂的骨架结构和活性组分的分散进行了表征。通过催化乙酸异戊酯的合成表明,氨基硅烷化改性硅胶作为杂多酸的载体可有效提高催化性能和抗流失性,在负载量为30%,催化剂用量为5%时,乙酸异戊酯产率可达91.9%,重复使用7次时乙酸异戊酯的产率仍可达80%以上。

乙酰丙酮改性硅胶制备及在焦化废水处理的应用

用乙酰丙酮改性硅胶合成了一种新型固相萃取材料β-二酮改性硅胶,制备的材料用漫反射红外光谱进行表征,并将其用于固相萃取焦化废水中的痕量重金属元素。实验详细考察了溶液pH值、进样条件、洗脱条件以及共存离子干扰等因素对3种重金属离子镉、铅和汞的吸附效率的影响。结果表明,在优化的实验条件下,大部分的重金属离子都可以被定量除去。制备的β-二酮改性硅胶材料可以用盐酸再生,该方法快速、经济、选择性好,适用于固相萃取焦化废水中重金属离子。

亚氨基二乙酸改性硅胶颗粒对不同重金属离子的等温吸附

通过有机硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)将环氧基团键合到硅胶颗粒表面,然后通过环氧开环反应将亚氨基二乙酸(IDA)接枝到硅胶粒子表层,增强其螯合吸附重金属离子的能力,通过实验测试,亚氨基二乙酸改性硅胶颗粒对重金属离子具有很好的螯合吸附效果,在温度T=30℃,pH=6时,对铜离子的最大吸附量可达到83.99mg/g,对锌离子最大吸附量可达到76.01mg/g,对铅离子最大吸附量可达89.93mg/g,对镉离子最大吸附量可达92.98mg/g。