不同种类活性炭对甲苯吸附再生性能研究

研究了不同种类的活性炭样品(原料为椰壳、焦油、木质、果壳)对甲苯的吸附再生性能,分析了温度及活性炭的物理结构性质对甲苯吸附行为的影响。扫描电镜(SEM)、比表面积及孔体积测试、甲苯吸脱附(甲苯-TPD)等表征结果表明,原料为椰壳和焦油的活性炭的甲苯吸附量及吸附强度相对较大,原因可能为微孔结构有利于甲苯吸附。吸附评价结果表明,微孔内甲苯的吸附扩散需要一定的活化温度,原料为椰壳的活性炭吸附性能最好,并且经过10次重复再生实验,其饱和吸附能力仍可达90%以上。     

酸改性活性炭吸附甲苯的性能研究

商业活性炭分别经过1mol/L的硝酸、盐酸、硫酸处理.采用Boehm滴定、傅式转换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪对活性炭样品的物化性质进行测试.以甲苯为吸附质,在283K下进行了固定床吸附实验.研究讨论了改性前后活性炭对甲苯的吸附量影响,计算了相应的动力学参数和吸附能.结果表明:酸改性可以增加活性炭表面酸性官能团的总数量;改变孔径分布.酸改性活性炭对甲苯的吸附量大小顺序为:N-AC,S-AC,AC,Cl-AC.准二阶动力学方程比准一阶动力学能更好地描述甲苯在改性活性炭上的吸附过程;酸改性增大了微孔占有率,提高了吸附速度;酸改性增大活性炭吸附有机气体的吸附能,导致酸改性活性炭与甲苯结合度降低.     

不同结构硅胶材料对甲苯分子的吸附行为及吸附动力学实验研究*

选用3种商用硅胶(A型、B型和C型),利用物理吸附仪详细表征了孔结构参数;在298.15 K下测定了不同浓度甲苯分子在硅胶上的动态吸附穿透曲线,计算了对应的平衡吸附量;并研究了硅胶对甲苯分子的吸附动力学。结果表明:A型硅胶具有丰富的微孔结构,而B型硅胶和C型硅胶则为典型的介孔材料;对比分析了硅胶孔结构对平衡吸附量的影响,确定了具有1~4 nm孔径分布的A型硅胶为适宜甲苯分子吸附材料。同时,相比于准二阶动力学方程,甲苯分子在硅胶上的吸附行为更符合准一阶动力学方程。     

Y型分子筛固定床吸附分离二甲苯异构体的透过曲线

用Y型分子筛(T—91)为吸附剂,在恒温下经固定床吸附分离二甲苯异构体的甲苯溶液(单组分系统),分别得到吸附透过曲线和用甲苯为解吸剂的解吸透过曲线,溶液通过床层时的流速比较低,可以用局部平衡理论,通过计算得到吸附等温曲线以及该柱的相应理论塔板数。从所得透过曲线可见,用甲苯为解吸剂吸附分离对二甲苯溶液时,T—91分子筛的解吸比之吸附分离要困难一些。解吸需要较长的吸附柱,解吸剂的用量相应地需要增加,而乙基苯溶液的解吸和吸附分离性能则比较接近些。     

树脂吸附法处理TDI加氢还原生产废水

研究了树脂吸附法处理甲苯二异氰酸酯(TDI)加氢还原生产废水的工艺过程.结果表明,NDA-8吸附树脂对该废水具有良好的吸附-脱附效果.经树脂吸附处理,废水中主要污染物2,4-二氨基甲苯和2,6-二氨基甲苯均得到完全去除,COD由6300mg/L降为150mg/L以下,达到国家二级排放标准,采用稀盐酸可实现树脂的完全再生,高浓度脱附液经调碱和结晶,可回收2,4-二氨基甲苯和2,6-二氨基甲苯.     

活性炭纤维吸附甲苯的影响因素

采用动态吸附实验装置,研究了温度、浓度、流速对固定床吸附器中粘胶基活性炭纤维吸附甲苯废气的饱和吸附量的影响.结果表明:甲苯气体流量增加时,饱和吸附量也增加;随浓度的增加,吸附量呈先上升后下降的趋势;当吸附温度升高时,吸附量呈现下降趋势.     

海藻酸钠/十二烷基硫酸钠复合微球的制备及其对甲苯的吸附研究

海藻酸钠微球是一种绿色环保的水凝胶材料,然而由于微球内部亲水性很强,在吸附疏水污染物时具有一定局限性.引入一种常规的表面活性剂(十二烷基硫酸钠,SDS)制备海藻酸钠/SDS复合微球,系统地研究了海藻酸钠微球形成的最佳条件,并比较了海藻酸钠微球和复合微球在模拟废水中对甲苯的吸附能力.结果显示SDS的引入对提高微球的污染物吸附能力效果明显,甲苯去除率由32.6%可提高至41.7%.升高温度可进一步提高其吸附速率和最大吸附量,65℃时甲苯在8小时后的去除率达86.2%.红外光谱和扫描电子显微镜显示了SDS表面活性剂的疏水尾链成功整合进入复合微球,疏水区域的存在提高了其对甲苯的吸附能力.这种复合微球制备简便、吸附效果较好、成本低,对基于海藻酸钠新型复合材料在有机污染物吸附治理有一定的指导意义.     

活性碳纳米纤维对VOC的吸附性能

通过对比不同直径的活性碳纳米纤维及活性碳纤维对苯、甲苯和乙醇蒸汽的吸附等温线,研究不同直径的活性碳纳米纤维及活性碳纤维吸附挥发性有机物(VOC)气体性能的差异。经扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等测试分析,结果表明:活性碳纤维直径在10μm数量级,随直径减小,纤维晶体性变差,结构无序性增大;微孔达0.4～0.8 nm时VOC气体分子更易进入与吸附位结合;活性碳纳米纤维及活性碳纤维氮吸附-脱附曲线均为Ⅰ型。故分压比低于0.01时活性碳纳米纤维对苯、甲苯和乙醇的吸附量要高于活性碳纤维的吸附量。     

CoAlPO4-5分子筛对甲苯吸附性能的研究

用重量法测试了CoAlPO4-5分子筛对甲苯的吸附. 结果表明,不同温度下的吸附等温线均属典型Ⅰ型,可以用Langmuir方程来描述. 甲苯的吸附自由能变化随吸附量的增加而增加;吸附熵随吸附量的增加而减小,在吸附量大于0.65 mmol/g时变化较大,表明吸附相中分子间的相互作用开始加强;吸附熵与吸附温度无关.     

碳纳米管/SiO_2气凝胶对水溶液中甲苯的吸附性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料、氧化碳纳米管(CNTs-COOH)为添加物,采用溶胶–凝胶法,经表面改性、高温还原制备碳纳米管/SiO_2气凝胶(CS).通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、BET等进行表征,采用最佳比例的CS研究其对水溶液中甲苯的吸附性能.结果表明:掺杂3%,CNTs-COOH的CS(3%,CS)的松散堆密度为170,kg/m~3,比表面积、平均孔径分别为1,021,m~2/g、15.39,nm,对水溶液中甲苯的最大饱和吸附量为203,mg/g,且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型.     

超交联多孔碳的制备及其对甲苯吸附性能研究

为了探索一种富有针对性且行之有效的甲苯蒸汽处理工艺,以苯、吡咯和噻吩为单体,通过傅—克烷基化反应将其超交联形成的三种表面基团不同的超交联聚合物;并以该三种聚合物为碳源,以KOH为活化剂对超交联聚合物碳化热解,形成具有大比表面积和孔体积的超交联多孔碳(HPC-B、HPC-P、HPC-T),并考察了不同元素掺杂所得到的多孔碳对甲苯蒸汽吸附性能的影响。利用扫描电镜、傅里叶红外光谱、比表面积分析仪等对材料的表观形貌、表面基团、比表面积及孔道分布进行分析,并研究了在不同温度下三种材料对甲苯和水蒸气的吸附等温线。结果表明:以苯、吡咯和噻吩为碳源所制备的三种超交联多孔碳(HPC-B、HPC-P、HPC-T)均为BET比表面积超过2 000 m~2/g微孔超交联多孔碳;在298 K下,HPC-B、HPC-P、HPC-T对甲苯的吸附量分别为7.6、5.2、4.7 mmol/g。三种材料均表现出对甲苯优异的吸附能力。     

活性炭涂层固相微萃取进样器的评价

对研制的活性炭涂层固相微萃取进样器进行了评价。建立了活性炭涂层固相微萃取/热脱附法测定气体中苯、甲苯和对-二甲苯的方法。测定了萃取量与样品体积和组分浓度间的关系。当样品浓度≤10ng/mL时,萃取量与浓度存在线性关系,相关系数≥0.998。当采样体积≤100mL时,萃取量与样品体积存在线性关系。利用改变样品体积方法测定了组分的吸附常数,实验测定萃取量倒数与样品体积倒数之间的线性方程的相关系数≥0.997,活性炭涂层对苯、甲苯和对-二甲苯的吸附常数分别为3.9×106、2.6×107和3.2×106。实测BTX的相对标准偏差(RSD)≤9%,回收率≥97%,检出限达到pg/mL数量级,对BTX的最大吸附量3μg。     

多因素影响下的转轮热湿及VOC耦合吸附特性研究

目的研究不同影响因素下转轮的热湿和挥发性有机化合物(VOC)耦合吸附净化的效果,以期实现同时对室内空气进行净化和除湿.方法建立热湿及VOC耦合吸附数学模型,利用VB编制程序,对转轮热湿及VOC耦合吸附特性及各因素影响规律进行仿真模拟.结果水分脱附的效果随着被吸附空气进口湿度的增大而提升,但是被吸附空气进口湿度的变化对于甲苯的吸附净化和脱附没有影响;被吸附空气进口处的温度越高,对水分和VOC的吸附和再生越有不利影响;在不同的被吸附空气的甲苯质量浓度条件下,甲苯自身的吸附和脱附效果会产生相应的变化;再生空气进口处的湿度有一定程度增大时,水分的脱附会受到一定的影响,不利于空气的除湿.但同样情况下的再生空气,对甲苯的吸附和脱附有明显的促进作用;此外,如果增加再生空气进口处的温度值,对于空气中水分和VOC的吸附和脱附有明显促进作用.结论除湿转轮可以降低室内空气湿度,同时对VOC也有很好的净化能力.转轮热湿及VOC的耦合吸附可以提高室内的空气品质.     

CoAlP04—5分子筛对甲苯吸附性能的研究

用重量法测试了CoAlPO4-5分子筛对甲苯的吸附．结果表明，不同温度下的吸附等温线均属典型I型，可以用Langmuir方程来描述．甲苯的吸附自由能变化随吸附量的增加而增加；吸附熵随吸附量的增加而减小，在吸附量大于0．65mmo1／g时变化较大，表明吸附相中分子间的相互作用开始加强；吸附熵与吸附温度无关．     

活性炭与分子筛吸附性能比较研究

设计一套动态吸附装置。选取了三种室内空气中含量较大的有害气体:甲醛、苯和甲苯作为吸附质。利用气相色谱仪测定其穿透曲线,对活性炭和分子筛的吸附性能进行了比较。结果显示分子筛吸收低浓度的甲醛和甲苯性能较好,而活性炭吸收低浓度的苯性能较好。综合平衡吸附量、穿透时间和平衡时间三个指标进行比较,活性炭的吸附性能要优于分子筛。     

有机物在土壤水环境中生物降解规律实验研究

以有机物苯、甲苯和萘为实验对象,研究有机物在土壤水环境中生物降解的规律,实验内容包括：吸附过程与吸附平衡实验、有机物在水相中生物降解实验以及在土壤水环境中生物降解实验,实验结果显示,三种物质的吸附能力为：苯〈甲苯〈萘;吸附等温线均表示为线性等温线;有机物在水相中的生物降解速度为：甲苯〉萘〉苯,有机物在土壤水环境中生物降解速度为：苯〉甲苯〉萘;有机物在土壤水环境中总的生物降解速度是其在土壤颗粒内部吸附/解吸速度与在外部水溶液中生物降解速度相互影响的综合结果。     

复合氧化改性活性炭的物性及其对甲苯的吸附性能

利用4种化学试剂(HNO3溶液、NH3溶液、H2O2溶液与Fe(NO3)3溶液)对商业活性炭进行化学氧化改性。在含5%氧气和95%氮气的混合气体中,对改性活性炭进行热复合氧化改性。采用热重分析仪、孔隙分析仪、傅里叶红外分析(FTIR)与Boehm滴定对活性炭结构与表面基团进行测试,并利用改性活性炭对甲苯进行等温吸附实验。研究结果表明:强氧化剂预处理活性炭有助于热复合氧化改性中活性炭微孔孔容的增大;活性炭表面含氧基团由化学氧化改性和热复合氧化改性共同作用产生,热改性温度较低时,其主要由化学氧化改性生成,温度较高时,酸性基团主要来源于氧气与活性炭表面的氧化反应;酸性基团的存在能够促进活性炭吸附甲苯;控制合理的热复合氧化改性条件,既可以增加活性炭表面酸性基团,又可扩充微孔孔容,从而综合提升活性炭对甲苯的吸附能力。     

活性炭固定床热床层吸附甲苯规律研究

以木质活性炭和甲苯为对象,研究了在相同吸附条件下,冷、热床层吸附容量、传质区移动速率的变化。结果表明:当表观气速、甲苯入口浓度相同时,热床层的传质区移动速率高于冷床层,甲苯入口浓度对热床层传质区移动速率的影响比冷床层更加显著,但是表观气速对传质区移动速率的影响变弱。     

HKUST-1形貌对QCM甲苯传感器敏感性能的影响

以室温超声法合成了不同形貌的金属有机框架化合物Cu_3(BTC)_2(HKUST-1)的纳米颗粒,并将其制作成石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance, QCM)构建甲苯传感器.利用扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射仪,全自动比表面积和孔隙度分析仪,傅里叶变换红外光谱仪等对HKUST-1的形貌和结构进行了表征,测试了不同形貌和比表面积的敏感材料对甲苯的传感性能.结果证明不同晶粒尺寸和暴露晶面的HKUST-1对甲苯的敏感性能有明显影响.当形貌从低能晶面的八面体逐渐转变为高能晶面的立方体时,晶体尺寸变小,孔径逐渐增大.在空间位阻效应和吸附热效应的协同作用下,HKUST-1对甲苯气体显示出特异性吸附和敏感性能,其中高能晶面暴露最多的立方体形貌的HKUST-1对体积分数为60×10~(-6)甲苯气体的响应值比八面体样品高出1倍.     

抗菌保健织物的开发

利用-β环糊精对有害物质、香精等的包合性能以及壳聚糖的抗菌性能,开发抗菌保健织物.探讨了β-环糊精用量、壳聚糖分子量及交联剂对整理织物吸附香精和甲苯量的影响,研究了整理织物对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌的抑菌性能.结果表明,-β环糊精的浓度为30 g/L时,整理织物对香精和甲苯的吸附量最大.壳聚糖分子量越大吸附量越大,但抑菌效果差.加入交联剂可提高-β环糊精在织物上的耐洗性.