13X分子筛对低质量浓度C_(3)F_(8)的吸附性能分析

电子工业中八氟丙烷(C_(3)F_(8))的存在会影响六氟化硫(SF_(6))气体的灭弧和绝缘性能,需要对C_(3)F_(8)进行分离,而目前深冷分离法无法将低浓度C_(3)F_(8)除尽,运用吸附分离法进行C_(3)F_(8)吸附的研究报道也还较少。文中采用已经商用的13X分子筛对低浓度C_(3)F_(8)进行吸附,模拟工业上的固定床吸附实验,测量电气行业中的C_(3)F_(8)在13X分子筛上的动态吸附性能,并研究了商用13X分子筛对低浓度C_(3)F_(8)(ppm级)的吸附透过曲线随进气流量、进气C_(3)F_(8)质量浓度和吸附温度的变化规律,分析各因素的影响程度。绘制C_(3)F_(8)吸附透过曲线,通过吸附透过曲线进行吸附平衡模型预测和动力学模型的拟合,分析了13X分子筛对低浓度C_(3)F_(8)的吸附行为和机理。结果表明,吸附量随C_(3)F_(8)质量浓度的增加而增大,随入口流量和吸附温度的增加而减小;3种因素的影响程度为进气质量浓度>温度>进气流量。吸附平衡模型结果符合Langmuir等温吸附模型,相关度达到0.999 3,动力学吸附模型符合拟一级动力学模型,表明13X分子筛对C_(3)F_(8)的吸附为物理吸附。在温度为30℃、进气流量为1.2 L/min、压力为0.12 MPa、C_(3)F_(8)气体质量浓度为459 mg/L(即ppm级)时,13X分子筛对C_(3)F_(8)的动态吸附可达到5.428 mmol/g,为工业上运用吸附脱除C_(3)F_(8)工艺提供了数据参考。

甲苯与水在不同粒径的13X分子筛表面竞争吸附研究

以甲苯作为VOCs代表物,采用固定床吸附含湿甲苯,研究粒径、湿度、温度对13X分子筛吸附容量、吸附时间的影响。从吸附动力学角度出发,采用Yoon-Nelson模型拟合甲苯与水的吸附穿透曲线。结果表明,0.5~1,1.6~2.5,3~5 mm三种粒径在吸附温度40℃,相对湿度RH30条件下平衡吸附容量分别达到19.86,20.41,21.36 mg/g;湿度升高至RH70时,其平衡吸附容量分别降低为0.86,1.78,2.03 mg/g;三种粒径的13X分子筛在湿度相同时,吸附时间与吸附容量随着粒径的增大而增加。RH50条件下,吸附温度由40℃升至80℃的过程中,0.5~1,1.6~2.5,3~5 mm三种粒径的吸附容量分别由12.075,13.577,18.291 mg/g下降至3.083,11.483,12.885 mg/g,相同湿度下,分子筛吸附容量随吸附温度的升高而降低。Yoon-Nelson模型很好地拟合13X分子筛吸附不同湿度VOCs的过程;粒径的改变引起含湿甲苯扩散路径长度的变化,水团簇的形成和路径长度共同影响了水与甲苯的竞争吸附过程,这解释了粒径对多组分吸附结果的影响,并为处理含湿甲苯提供新的思路。

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。

高硅渣碱熔水热合成13X分子筛及吸附铅铜锌离子研究

准格尔地区矸石电厂的循环流化床粉煤灰可通过“一步酸溶法”工艺提取出冶金级氧化铝。以提铝后高硅尾渣为原料采用碱熔融-水热工序合成了13X分子筛,详细考察了碱渣质量比、添加水量、合成温度对13X分子筛合成的影响,开展了13X分子筛对铅、锌、铜单组分溶液的吸附测试。研究表明:碱渣质量比为2.25、添加水量为35 mL和合成温度为90℃时,13X分子筛样品的晶粒尺寸为3-5µm,表面粗糙、呈八面体、比表面积为592.1 m^(2)/g。吸附测试证实:当溶液pH≥6.52时,Pb^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)的去除率均达到99%,相应的饱和吸附量分别为35.82、49.18、41.19 mg/g。由此可见利用高硅尾渣合成13X分子筛在重金属废水处理方面具有较好的应用前景。

Cr-13X/K-Cr-13X分子筛催化剂上二氯甲烷的催化燃烧

以13X分子筛为原料采用离子交换法制备了不同Cr含量的Cr-13X和K-Cr-13X分子筛催化剂,在固定床反应器上研究了催化剂对二氯甲烷的催化燃烧性能.研究结果表明,Cr含量(质量分数)小于5.19%时,对催化剂的结构没有明显影响.添加Cr提高了CO2的选择性,无CH3Cl副产物生成.交换适量的K可以提高Cr-13X催化剂的活性和稳定性,并提高CO2和HCl的选择性.催化剂的表面酸性和氧化性是影响催化剂活性和产物分布的主要因素.在空速为1×104h-1,二氯甲烷浓度为5692 mg/m3的条件下,1.31%K-5.01%Cr-13X分子筛催化剂对二氯甲烷催化燃烧50%的温度(t50)为212℃,燃烧98%的温度(t98)为298℃,CO2选择性为60.6%,HCl选择性为96.5%,连续反应100 h,未发现有明显失活现象.

13X分子筛处理含苯胺废水的实验研究

以天然岩石矿物为原料 ,经过较简单的工艺过程合成的 13X沸石分子筛用于吸附水中苯胺的实验研究 ,结果表明 :分子筛对苯胺的吸附速率非常快 ,吸附时间为 10min时 ,吸附基本达饱和 ;一般当分子筛用量为 10g L时 ,水中苯胺的去除率达95 % ;随着pH值的增加 ,苯胺在分子筛上的吸附率减小 ;温度增加 ,吸附率有所增加 ,但常温下 ,苯胺的吸附率也能达到93% ;13X分子筛对苯胺的最大吸附量可达 10mg g ,其吸附规律较好地符合Fruendlich吸附等温式 ;饱和了苯胺的分子筛 ,用质量浓度为 2 0 %、温度为 6 0℃的氯化钠溶液洗脱 ,解吸率近于 10 0 % ,且解吸后的分子筛在未经任何处理的情况下仍能吸附苯胺 ;说明采用 13X分子筛处理含苯胺废水 ,不仅吸附效果好 ,而且再生能力也强 。

偏高岭石-碱-硅酸钠水热反应体系13X分子筛的合成

以煤系高岭石为主要原料,经破碎、粉磨、煅烧、水热处理等工艺,在偏高岭石–碱–硅酸钠水热反应体系中合成了13X分子筛。扫描电镜分析表明:产物晶形完整、粒度为1μm左右且分布均匀。用X射线衍射测试方法研究混合物的硅铝的摩尔比[n(SiO2)/n(Al2O3)]、钠硅的摩尔比[n(Na2O)/n(SiO2)]、水钠的摩尔比[n(H2O)/n(Na2O)]以及陈化时间对13X分子筛合成的影响。研究表明:该水热反应体系的最佳配比为n(SiO2)/n(Al2O3)=3.0;高于13X分子筛中自身的n(SiO2)/n(Al2O3)=2.5。反应适宜的碱度条件为:n(Na2O)/n(SiO2)=1.9,n(H2O)/n(Na2O)=40,碱度过高或过低均会出现P型分子筛杂相。陈化过程在13X分子筛的合成过程中不可缺少,其适宜的陈化时间为24h。该水热反应过程遵循分子筛的液相转化机理。

13X分子筛去除水中重金属离子Cr^(3+)的研究

以13X分子筛作为吸附剂,研究废水中Cr3+的去除。考察了水的pH、Cr3+浓度和吸附时间的影响,通过对不同价态金属离子的吸附探讨了除Cr3+机理,比较了13X分子筛和732型阳离子交换树脂对Cr3+的去除效果。结果表明:水的pH等条件对Cr3+的去除有较大影响;13X分子筛对Cr3+的吸附机理以离子交换吸附为主,符合Langmuir等温吸附模型和Lagergren二级动力学方程,吸附速率控制步骤为颗粒内扩散;达到吸附平衡后,分子筛对Cr3+的去除率为92.2%;分子筛吸附Cr3+的二级反应速率常数为0.004 5 g/(mg.min),比阳离子交换树脂的相应值大。

13X分子筛处理含苯酚废水研究

将以天然岩石矿物为原料 ,经过较简单的工艺过程合成的 13X沸石分子筛用于水中苯酚的吸附实验研究结果表明 :分子筛对苯酚的吸附速率非常快 ,吸附时间为 10min时吸附基本达饱和 ;当分子筛用量为 10 g L时 ,水中苯酚的去除率达 95 % ;随着 pH值的增加 ,苯酚在分子筛上的吸附率减小 ;随温度增加 ,吸附率有所增加 ,但在常温下苯酚的吸附率也能达到 96 % ;13X分子筛对苯酚的最大吸附量可达 10mg g ,其吸附规律较好地符合Fruendlich吸附等温式 ;已饱和吸附的分子筛用质量分数为 2 0 %、温度为 6 0℃的氯化钠溶液洗脱 ,解吸率近于 10 0 % ,且解吸后的分子筛在未经任何处理的情况下仍能吸附苯酚。

13X分子筛对烟气中低分子醛酮的选择性吸附研究

为降低卷烟烟气中有害成分低分子醛酮化合物的含量和研究X型分子筛在卷烟减害中的应用,将13X型分子筛添加到卷烟嘴棒中,分析其对主流烟气中八种低分子醛酮化合物含量的影响。结果显示13X分子筛对低分子醛酮有明显的脱除作用。通过进一步研究13X分子筛对烟气中苯酚和苯并(α)芘的吸附作用,揭示了13X分子筛对低分子醛酮的选择性吸附与其因表面静电引力优先吸附极性物质的特性以及低分子醛酮的低熔沸点密切相关。烟气三项指标分析表明,13X分子筛对烟气中的焦油和烟碱含量影响不大,这有利于保持卷烟的香气。

13X分子筛处理重金属废水的试验研究

通过由天然岩石合成的 13X分子筛对Cu2 + 、Pb2 + 、Zn2 + 、Cd2 + 、Hg2 + 的吸附及解吸试验结果表明 ,用 13X分子筛处理重金属废水时 ,具有用量少、处理废水的体积大、处理时间短、效率高、对废水的 pH值适宜范围宽等优点 ;饱和的 13X分子筛经氯化钠溶液洗脱后 ,解吸率近于10 0 % ,且解吸后的分子筛在未经任何处理的情况下仍能吸附重金属离子 ;本文还对 13X分子筛处理重金属废水的机理进行了讨论。

钾长石合成13X分子筛的实验研究

以钾长石为主要原料，经焙烧和水热合成工艺，合成了１３Ｘ分子筛粉．采用正交设计法确定了各工艺过程中的最佳工艺参数．合成分子筛的ＸＲＤ图、晶胞参数、ＳＥＭ图、ＤＴＡ图、化学成分、硅铝比与理想的１３Ｘ分子筛相似；吸附量达到国家化学工业产品标准．

煤系高岭土水热合成13X分子筛的试验研究

以煤系高岭土为主要原料,经过对原料煅烧处理和水热合成试验,制备了13X分子筛。通过试验,优化的试验条件是:高岭土加入氯化铵后在750℃下煅烧2h,得到含有少量铁的偏高岭土,高岭土与氯化铵的最佳质量配比100∶3.2;优化后的合成反应的条件为SiO2/A12O3=3;Na2O/SiO2=1.9;H2O/Na2O=40;老化时间为1d;加入晶种的量为总产量的10%;98℃下晶化9.5h。

超声法制备Ce^(4+)/13X分子筛的吸附脱硫性能

采用在离子交换过程中引入超声的方法制备了Ce4+/13X分子筛,考察了超声法对分子筛的制备及脱硫性能的影响,并考察了静态吸附条件对Ce4+/13X在低硫模型汽油(硫含量为23 mg/kg)中的脱硫性能影响。结果表明,超声法可显著缩短分子筛离子交换平衡的时间,提高离子交换度,且能有效地提高活性组分Ce在分子筛表面的含量,脱硫实验结果也显示吸附容量有明显的提高。常温常压,吸附时间为2.5 h,剂油质量比为0.0072的条件下,Ce4+/13X对噻吩的脱硫效果最好,吸附量为0.07653mmol/g,脱硫率可达到76.5%。Freundlich等温式能很好地关联噻吩在Ce4+/13X上的吸附平衡数据。450℃空气气氛中焙烧4 h的方法,可较好地再生Ce4+/13X。

载金属离子的13X分子筛吸附噻吩的动态特性

采用13X分子筛及负载Cu2+、Zn2+、Ni2+、Ag+的13X分子筛等五种吸附剂,对噻吩进行动态吸附特性研究。在Φ10.5mm×200mm的吸附柱测定了五种吸附剂吸附正己烷溶液中的噻吩的穿透曲线。采用加热法对Zn2+-13X、Ni2+-13X、Ag+-13X三种吸附剂进行再生,测定了再生后吸附剂的穿透曲线,对吸附剂再生前后的吸附性能进行了比较。结果表明Ag+-13X吸附性能优于其它吸附剂,其对噻吩的吸附容量为60.20mg·g-1。再生后的Ag+-13X对噻吩仍有很好的吸附能力,吸附容量相比新鲜吸附剂的仅下降了5%。穿透点以前出口噻吩含量为0。这些结果为工业吸附装置的设计提供了必要的吸附数据。

载金属离子的13X分子筛对噻吩的吸附性能研究

采用Zn2+,Cu2+,N i2+,Ag+分别负载到13X分子筛制得吸附剂,考察了它们对噻吩的吸附能力,发现Ag+-13X吸附效果最好,与软硬酸碱理论解释的结果一致。测定了噻吩在Ag+-13X上的吸附动力学数据,并测定了其不同温度下的吸附平衡数据,采用Langmu ir模型进行拟合,与平衡数据吻合得很好,说明Langmu ir模型能够描述本体系的特征,从微观上探讨了其吸附机理,是分子尺寸和化学键的共同作用;考察了Ag+-13X对真实汽油的脱硫性能,结果表明对汽油中的噻吩类硫化物都有脱除效果,为其工业设计提供基础数据。

氯化钙在10X分子筛上的单层分散研究

根据盐在载体上自发单层分散的理论,通过样品的XRD检测分析,研究了不同担载方法、担载量和焙烧温度对氯化钙在10X分子筛上单层分散的影响.在担载量同为0.6 g/g时,乙醇溶液浸渍样品在500℃下焙烧,氯化钙即能达到完全单层分散;水溶液浸渍样品须在550℃的焙烧温度下氯化钙才能达到完全单层分散,并且出现了明显的离子交换.干混法样品的氯化钙单层分散量显著低于乙醇溶液浸渍法和水溶液浸渍法,在600℃下其氯化钙担载量既使从0.6 g/g降低至0.4 g/g,仍然有显著的氯化钙晶相峰存在.当焙烧温度各自升到一定程度时,三种担载方法制得的样品都出现了新的衍射峰,说明出现了体相反应.乙醇溶液浸渍方法更适合氯化钙在10X分子筛上的热分散;水溶液浸渍方法次之;干混法不适合用于氯化钙在10X分子筛上的热分散.

负载Ag^+的13X分子筛对乙硫醇和噻吩的吸附性能

用静态吸附方法研究了负载Ag+的13X分子筛对乙硫醇和噻吩的吸附动力学。实验结果表明,在相同的条件下乙硫醇的吸附速率大于噻吩,30℃时乙硫醇和噻吩的单组分吸附平衡量分别为136．2mg／g和45．0mg/g,乙硫醇-噻吩二组分的吸附平衡量分别为104．3 mg／g和12．7 mg／g,乙硫醇在与噻吩的竞争吸附中占优势。用Langmuir模型对乙硫醇和噻吩的单组分吸附平衡量进行关联,乙硫醇和噻吩吸附平衡量计算值与实验值的误差分别为5．64％,2．89％;用修正Langmuir模型对乙硫醇-噻吩二组分的吸附平衡量进行关联,乙硫醇和噻吩吸附平衡量的计算值与实验值的误差分别为9．02％,6．32％。

原位水热合成Ce(Ⅳ)-X分子筛及对噻吩的吸附性能

通过原位水热合成方法直接制备出不同载Ce量的Ce(Ⅳ)-X分子筛,并考察了其对模拟汽油中噻吩的吸附性能。采用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、全谱直读等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、氮气吸附和NH3程序升温热脱附(NH3-TPD)等方法对分子筛进行表征。结果表明,合成分子筛均具备典型的X型分子筛结构,同时Ce(Ⅳ)被较好地引入到分子筛的骨架结构中;载Ce分子筛的酸性大于X分子筛,而且Ce(Ⅳ)-X分子筛的酸性随着Ce掺杂量的增加而增强。吸附实验表明,载Ce分子筛对噻吩的吸附性能明显好于X分子筛。其中,n(Ce)/n(Si)=0.05的分子筛脱硫效果最佳,饱和吸附容量达到52.541 9 mg/g。再生实验表明,加热再生的Ce(Ⅳ)-X分子筛对噻吩仍具有理想的吸附效果。n(Ce)/n(Si)=0.05的分子筛再生后饱和吸附容量为47.512 1 mg/g,约为新鲜吸附剂的90.43%。

改性X分子筛催化乙苯CO_2氧化脱氢制取苯乙烯

将改性X分子筛应用于催化乙苯CO2氧化脱氢反应,并比较了不同改性X分子筛的乙苯氧化脱氢催化性能。结果表明,KX、CsX对乙苯CO2选择氧化脱氢反应有良好的催化活性及苯乙烯选择性,并且该反应需要适当的酸碱活性中心协同催化,以使乙苯高效活化并转化生成产物苯乙烯。CsX分子筛催化乙苯CO2选择氧化脱氢的较佳操作条件为反应温度范围545-565℃、质量空速0.5h^-1、CO2/乙苯摩尔比8。