活性炭与Cu-13X联合消除制药废水中四环素的研究

四环素废水会对周围水体和土壤环境造成严重污染,针对其组成复杂和难降解的特点,先通过活性炭去除废水中杂质和部分四环素,再经过Cu-13X分子筛选择性吸附以进一步去除四环素。本文采集四环素制药废水(295.3mg/L)为研究对象,单一活性炭C(f)(1g)对四环素去除率达到50.2%,联合Cu-13X(S4,0.1g)后去除率达到了99.3%,TOC降低了2067.7mg/L。Cu-13X经五次循环再生-吸附后,去除率保持在99.8%左右。

颗粒13X分子筛复合材料去除水中Cu^(2+)的机理及共存Pb^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)的影响研究

制备了颗粒13X分子筛复合材料,将其装填为固定床,探究复合材料去除水中Cu^(2+)的机理及共存重金属离子Pb^(2+)、Cd^(2+)和Zn^(2+)对复合材料固定床去除Cu^(2+)性能的影响。结果表明,在进水流速为150 mL·min^(-1)、Cu^(2+)浓度为100 mg·L^(-1)的条件下,固定床运行23.5 h后,Cu^(2+)达到穿透点,复合材料对Cu^(2+)的饱和富集量为1.58 mmol·g^(-1)(铜含量达10.03%)。颗粒13X分子筛复合材料去除Cu^(2+)的机理主要包括离子交换吸附和表面沉淀。Cu^(2+)-Pb^(2+)、Cu^(2+)-Cd^(2+)和Cu^(2+)-Zn^(2+)二元体系的运行结果表明,Pb^(2+)、Cd^(2+)和Zn^(2+)的共存分别使Cu^(2+)的穿透时间提前了34.0%、40.4%和53.6%,进出水中Cu^(2+)浓度相等时复合材料对Cu^(2+)的富集量分别降低到0.28 mmol·g^(-1)、1.08 mmol·g^(-1)和1.55 mmol·g^(-1),影响强弱顺序为Pb^(2+)>Cd^(2+)>Zn^(2+)。水合离子直径和水合能越小、电负性越大的共存重金属离子,对复合材料去除Cu^(2+)产生的不利影响越强。

Cu^+/13X分子筛吸附分离丁烷-丁烯混合体系

采用等体积浸渍法制备了一系列负载型Cu+/13X分子筛吸附剂,利用固定床吸附装置对该系列吸附剂分离丁烷-丁烯混合体系的性能进行了评价,考察了吸附剂中Cu Cl2负载量、焙烧还原时间、吸附温度、吸附压力、再生次数等对吸附剂性能的影响,并采用TPD方法分析了碳四组分与活性中心π-络合能力的强弱。实验结果表明,Cu+/13X分子筛吸附剂是一种分离丁烷-丁烯混合体系的优良吸附剂,当Cu Cl2负载量为5.67%(w)、350℃下焙烧1.00 h、吸附温度为35~40℃时,常压下吸附效果最佳。升高吸附压力使吸附剂的穿透吸附时间缩短,且吸附压力过高时会引起吸附柱死体积内的气体体积增加,不利于分离。Cu+/13X分子筛吸附剂的再生性能良好,多次再生后仍保持较高的活性。

Ni^(2+)对Cu^+-13X分子筛动态吸附脱硫性能的影响

采用液相离子交换法制备Cu+-13X和Ni2+/Cu+-13X分子筛吸附剂,运用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等对样品进行表征。在常温和常压下,通过固定床吸附实验研究Cu+-13X和Ni2+/Cu+-13X对含有噻吩(TP)、2-乙基噻吩(2-ETP)的双组分模拟汽油的动态吸附脱硫性能。结果表明:Ni2+/Cu+-13X分子筛中Ni2+质量分数为1.54%时,Ni2+/Cu+-13X分子筛吸附脱硫效果最佳。动态吸附实验过程中,噻吩类硫化物与2种吸附剂之间均存在π配位作用,且噻吩与2-乙基噻吩之间存在竞争吸附,而Ni2+可以增大Cu+-13X吸附剂对2-乙基噻吩的吸附选择性;负载的Ni可以作为一种助剂,增加Cu+-13X吸附剂对噻吩类硫化物的吸附量,在相同的实验条件下,经Ni2+改性后的Cu+-13X对噻吩和2-乙基噻吩的穿透吸附量和饱和吸附量分别增加了66.9%、35.5%和24.4%、18.2%。

噻吩在Cu^+-13X上吸附平衡和动态数据测定

对噻吩在Cu+-13X分子筛上的吸附平衡和动态数据进行了测定。对噻吩的吸附平衡数据用Langmuir模型进行拟合,得到了303、323 K下噻吩在Cu+-13X上的饱和吸附量分别为232.86、74.78 mg/g;采用固定床测定了不同停留时间及不同初始浓度下的动态透过曲线,结果表明,在透过点以前动态吸附可以实现噻吩的零含量,缩短停留时间和增加初始浓度会影响吸附的透过曲线,实验结果为吸附工艺设计提供了一定的基础数据。

Cu^+-13X上噻吩与苯并噻吩的竞争吸附

以噻吩(TP)、苯并噻吩(BT)和正己烷配制模拟汽油,就如何提高Cu+-13X分子筛对噻吩的选择性进行了一系列的静态吸附及动力学吸附研究。结果表明:增加模拟汽油中噻吩的初始质量分数,可以增大Cu+-13X对噻吩的吸附量,提高噻吩对苯并噻吩的竞争吸附性能。当模拟汽油中苯并噻吩、噻吩的初始质量分数分别为500,700μg/g时,Cu+-13X对噻吩的吸附量就大于苯并噻吩;当模拟汽油中苯并噻吩、噻吩的初始质量分数分别为350,850μg/g时,Cu+-13X对噻吩的选择性大于苯并噻吩,噻吩在竞争吸附中占优势。

碱土金属元素Mg对Cu^+-13X分子筛吸附脱硫性能的影响

以13X分子筛为载体,采用液相离子交换法制备了Cu+-13X吸附剂和负载碱土金属元素Mg的Mg2+/Cu+-13X吸附剂,并利用XRD,XRF,ESEM和激光拉曼光谱仪(HR-800)等手段对所制备的吸附剂进行了表征。以含有噻吩和2-乙基噻吩的正己烷溶液为模拟燃料油,分别从静态吸附、吸附动力学两方面研究了两种吸附剂的脱硫性能,采用Langmuir模型和竞争吸附的Langmuir模型对单、双组分硫化物的静态吸附平衡数据进行拟合;采用Crank单孔扩散模型对吸附动力学数据进行拟合。结果表明,当Mg2+/Cu+-13X吸附剂中Mg的质量分数为3.35%时,吸附性能最佳;实验数据与模型吻合均很好,计算得到了Mg2+/Cu+-13X吸附剂对噻吩和2-乙基噻吩单组分的最大吸附量分别为140.7mg?g?1和183.8 mg?g?1,较Cu+-13X吸附剂对噻吩和2-乙基噻吩单组分的最大吸附量(130.2 mg?g?1和173.6 mg?g?1)分别提高了8.1%和5.9%,Mg2+/Cu+-13X双金属吸附剂的脱硫效果明显好于Cu+-13X吸附剂;负载的Mg2+作为一种助剂,使分子筛形貌分布更加均匀规整,并且增加了吸附剂的Lewis酸含量,使其还原性增强,吸附性能提高。

稀土元素对Cu^+-13X分子筛吸附2,5-二甲基噻吩和苯并噻吩的影响

采用离子交换法制备了Cu^+-13X及负载稀土元素Ce的Cu^+-13X分子筛(Ce/Cu^+-13X)吸附剂,分别从静态吸附平衡及动力学测试两方面考察了两种吸附剂对2,5-二甲基噻吩和苯并噻吩的吸附性能;分别采用Langmuir模型和修正的Langmuir模型对单、双组分静态吸附平衡数据进行拟合,采用Crank单孔扩散模型对动力学数据进行拟合。拟合结果表明,数据与模型吻合均很好。计算得到了Ce/Cu^+-13X吸附剂对2,5-二甲基噻吩和苯并噻吩单组分的最大吸附量分别为165.1,193.0 mg/g,分别大于Cu^+-13X吸附剂对2,5-二甲基噻吩和苯并噻吩的最大吸附量(153.6,180.2 mg/g)。负载稀土元素对Cu^+-13X吸附剂的吸附性能有一定的促进作用,能够减弱2,5-二甲基噻吩和苯并噻吩之间的竞争吸附。

Mn改性Cu^+-13X对双组分硫化物的动力学与动态吸附性能

利用液相离子交换法制备Cu^+-13X与Mn^(2+)/Cu^+-13X吸附剂。吸附剂晶体结构使用X线衍射仪(XRD)和激光拉曼光谱进行表征。在常温常压下,将噻吩(TP)与苯并噻吩(BT)溶入正己烷溶液,用作模拟汽油,通过吸附动力学实验与动态吸附实验考察2种吸附剂对噻吩和苯并噻吩的吸附性能。以Crank模型对动力学吸附实验结果进行拟合。结果表明:Mn^(2+)的引入提高了苯并噻吩在吸附剂中的扩散系数;单组分动态实验中,Mn^(2+)改性后的Cu^+-13X对噻吩与苯并噻吩的最大吸附容量为48.66 mg/g与89.99 mg/g,较原先分别提高了13.8%与17.5%;双组分动态实验中,苯并噻吩在与噻吩的竞争吸附中占优势,对噻吩的置换量为10.01 mg/g。4次再生后的Mn^(2+)/Cu^+-13X仍可保证70%以上的脱硫效率。

喷气燃料硫醇催化剂寿命缩短原因分析及对策

介绍了装置催化剂的反应机理、性能指标、使用条件、填装和消耗情况,并从催化剂的型号变化情况、操作条件变化情况,如反应压力、产品收率、馏出温度和反应温度四个方面分析了催化剂寿命缩短的主要原因。结果表明:催化剂寿命缩短的主要原因为反应温度过高,有针对性地提出了临时解决措施,并最终通过设备改造,将反应温度降低了13℃。为了确保催化剂的使用寿命,提出了在生产操作过程中应该注意的几个问题。