硅胶的孔径结构对脱附活化能的影响

该文为研究硅胶孔结构对水蒸气吸附速率／脱附活化能的影响，在吸附水蒸气动力学实验中采用了间歇式吸附方法，用程序升温脱附技术测定了水在硅胶上的程序升温脱附（TPD）曲线并估算了水的脱附活化能。结果表明：A型、B型和C型硅胶的平均孔径分别为2nm、5．28nm和10．65nm。在10％～45％低湿范围内，硅胶的平均孔径越大，其吸附初始阶段的吸附速率越快，平衡吸湿量越小；高湿度条件下，硅胶的平均孔径和孔容越大，其吸附初始阶段的吸附速率越慢，平衡吸湿量越大。水分子在A型、B型和C型硅胶上的脱附活化能分别为35．54kJ／mol、31．41kJ／mol和26．16kJ/mol，说明水分子在硅胶上的脱附活化能随着硅胶的孔径增加而明显减小。与微孔硅胶相比．在中高湿度下中孔硅胶有较大的平衡吸附量和较低的脱附活化能。     

氨复合吸附剂体系CaBr2/硅胶与CaCl2/硅胶比较

以自发单层分散理论为指导，比较研究了不同条件对CaBr2 和CaCl2在粗孔硅胶上单层分散的影响，以及35℃时二体系不同担载量微波样品的氨吸附等温线和吸附量衰减情况. 结果表明，经焙烧分散，CaBr2/硅胶体系的单层分散阈值介于0.5g/g～0.6 g/g之间，CaCl2/硅胶体系的阈值小于0.4g/g； 经微波辐射分散，二体系的阈值均介于0.5g/g～0.6 g/g之间. 说明微波辐射对二体系单层分散更有利. 微波辐射样品的吸附实验表明，当二体系的担载量为0.5g/g时，其吸附量达到最大，且在吸附-脱附循环中无衰减，均有明显的阈值效应. 在相同条件下，CaCl2/硅胶的吸附效果显著好于CaBr2/硅胶.     

介孔吸附剂SiO2-TiO2的合成及其水蒸气吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备介孔吸附剂SiO2-TiO2,通过N2吸附-脱附等温线和透射电镜对SiO2-TiO2的结构及形貌进行表征,考察钛掺杂硅胶中钛含量对硅胶结构的影响.用动态水蒸气吸附分析仪研究SiO2-TiO2吸附剂对水蒸气的吸附和再生性能,并通过程序升温脱附测试估算了饱和吸附水的脱附活化能;最后采用Frenkel-Halsey-Hill模型分析吸附剂的粗糙程度及孔径分布范围.结果表明,随着钛/硅摩尔比的减小,材料的比表面积增大,孔径分布变窄,平均孔径减小,吸附水的脱附活化能降低,且吸附剂再生温度低,在低相对湿度即30％以下时的水蒸气吸附性能较MCM-41型二氧化硅强.     

程序升温脱附法研究HM分子筛的氨脱附

本文报道了以不同升温速率进行程序升温脱附研究HM分子筛的氨脱附的实验结果。在TPD谱图上呈现出两个化学吸附的脱附峰,其脱附活化能分别是28.0和117kJ/mol,前者相应于L酸中心吸附氨的脱附峰,后者相应于B酸中心吸附氨的脱附峰。实验结果还表明氨分子在B酸中心上优先被吸附。根据程脱谱图经过数学处理得到了不同覆盖度下的脱附活化能和活化熵,数据表明在L酸中心上吸附的氨分子可动性是较大的。     

低浓度萘在SBA-15上吸附等温线推算

为了获取低挥发性有机物的吸附等温线,基于Langmuir方程,提出一种推算低浓度低挥发性有机物的吸附等温线的方法.脱附活化能由改进的程序升温脱附模型进行动力学分析获得,由此获得的Langmuir方程中的平衡常数B,较经典程序升温脱附模型求算值更接近本征值,且不受是否发生再吸附现象影响;饱和吸附量可结合吸附剂表征结果可得到.此方法应用于低浓度萘在SBA-15上的吸附等温线的推算,脱附活化能为58.37 kJ·mol-1,平衡常数为0.01149 Pa-1,饱和吸附量为55.11 mg·g-1,相对误差约5%,与实验值较好吻合.     

苯酚在改性活性炭上的脱附活化能

探讨了金属离子改性活性炭对苯酚脱附活化能的影响.通过浸渍法分别将6种金属离子负载在活性炭表面,应用程序升温脱附技术测定了苯酚在系列改性活性炭上的脱附活化能,应用软硬酸碱理论分析和讨论了活性炭表面负载不同金属离子对苯酚脱附活化能的影响.结果表明,苯酚在A l(Ⅲ)/AC、Mg(Ⅱ)/AC、Fe(Ⅲ)/AC、Ca(Ⅱ)/AC上的脱附活化能高于其在原始活性炭上的脱附活化能,而它在Ag(Ⅰ)/AC、Cu(Ⅱ)/AC上的脱附活化能低于其在原始活性炭上的脱附活化能.根据软硬酸碱理论分类,苯酚属硬碱.在活性炭表面分别负载硬酸类金属离子Al3 、Mg2 、Fe3 和Ca2 ,会增大活性炭表面的局部硬酸度,提高对苯酚的吸附能力;Ag 属软酸,负载Ag 离子降低了活性炭表面的局部硬酸度,从而降低了其对苯酚的吸附能力;Cu2 离子属交界酸,负载Cu2 离子降低了活性炭表面的交界酸度,也在一定程度上减少了表面对苯酚的吸附能力.     

H＿2吸附对Ni／海泡石催化剂的表征

对研制的Ｎｉ／海泡石苯加氢催化剂进行了氢气吸附性能的研究，得到了氢吸附量与加氢活性关系．并对催化剂制备过程中不同焙烧温度、不同镍含量的催化剂用氢吸附法进行了表征．通过程序升温脱附（ＴＰＤ图）求得了氢气、苯、环已烷的脱附活化能及脱附动力学方程．     

正己醇在改性活性炭上的脱附活化能

制备了Ag^ -活性炭、Cu^2 -活性炭、Fe^3 -活性炭、活性炭、Ba^2 -活性炭和Ca^2 -活性炭6种活性炭，推导了脱附活化能的估算模型，并利用程序升温脱附技术测定了正己醇在这6种活性炭上的脱附活化能，结果表明，正己醇在Ag^ -活性炭、Cu^2 -活性炭和Fe^3 -活性炭的脱附活化能高于其在活性炭上的脱附活化能，而它在Ca^2 -活性炭和Ba^2 -活性炭上的脱附活化能低于它在活性炭上的脱附活化能。     

中孔分子筛Al/SO_4~(2-)/MCM-41的合成与表征

用Al2(SO4)3对中孔分子筛MCM-41进行改性,制备了中孔分子筛Al/SO24-/MCM-41.采用X射线多晶衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等测试技术对样品的结构和表面酸性进行了表征.结果表明,用Al2(SO4)3改性中孔分子筛MCM-41,能得到仍保持着六方介孔结构的中孔分子筛Al/SO24-/MCM-41.     

H2吸附对Hi／海泡石催化剂的表征

对研制的Ｎｉ／海泡石苯加氢催化剂进行了氢气吸附性能的研究，得到了氢吸附量与加氢活性关系。并对催化剂制备过程中不同焙烧温度、不同镍含量的催化剂用氢吸附法进行了表征。通过程序升温脱附求得了氢气、苯、环己烷的脱附活化能及脱附动力学方程。     

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。     

强酸性和水热稳定的MCM-41分子筛的合成

以ZSM 5沸石分子筛为原始硅铝源,在碱性条件下,通过水热法合成出了孔壁含有ZSM 5预结构单元的MCM 41介孔分子筛。采用XRD、N2 吸附脱附、FT IR和NH3 TPD等表征手段对样品进行分析,结果表明该分子筛是含有ZSM 5 沸石预结构单元的六方晶相结构,该介孔分子筛的孔壁明显厚于常规方法合成的MCM 41,具有较高的水热稳定性和较强的酸性。     

气相水解法介孔分子筛MCM-41组装纳米TiO2研究

以水玻璃为硅源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为结构模板剂,合成出MCM-41介孔分子筛,并以钛酸丁酯为前驱体,在高温气相炉中进行水解,羟基缩合对介孔分子筛MCM-41进行了纳米TiO2的修饰。XRD、FTIR、N2吸附脱附、SEM表征手段对其结构特征的测试结果表明:纳米TiO2不仅进入介孔分子筛MCM-41介孔孔道,较均匀地修饰了介孔分子筛MCM-41的孔壁,而且使介孔分子筛MCM-41能够保持有序的孔道结构。     

酸性条件下合成介孔氧化硅的孔结构及其调湿性能

以十六烷基三甲基溴化铵作模板剂,采用酸性常温法制备介孔氧化硅材料SH,通过添加TMB扩孔剂对其进行改性得到SH TMB,分别测试其吸湿、放湿性能,并采用小角度XRD、TEM、B.E.T.等测试手段研究其孔结构、比表面积和孔径分布等,分析微观形貌与其调湿性能之间的关系。结果表明:酸性条件下合成的介孔氧化硅SH有着很好的吸湿放湿性能,并且添加TMB后其湿度调节能力增大。     

介孔氧化硅负载纳米硫化镉光催化剂制备及其可见光氧化性能

在巯基预修饰的介孔氧化硅球孔道中原位生长纳米硫化镉(CdS)晶体,得到了介孔氧化硅负载的纳米硫化镉,并对其进行了表征.X射线粉末衍射图谱表明,得到的纳米硫化镉为六方晶相,其粒径被控制在2.6nm,在量子区域,与介孔氧化硅球最可几孔径大小一致.通过可见光下光催化降解有机染料和酚的实验,对介孔氧化硅负载的纳米硫化镉的光催化性能进行了研究.与体相硫化镉材料进行比较的结果表明,纳米硫化镉体现出了更高的光催化活性,紫外-可见漫反射吸收光谱表明,其高活性与其量子尺寸有关.     

不同类型吸附材料对油气分子吸脱附性能对比实验研究*

吸附材料的性能对油气分子吸附过程起着关键性的作用。系统表征了四种吸附材料(G-1型和G-2型硅胶、S-1型树脂和F-1型分子筛)孔结构信息,计算了其中三种具有微孔分布吸附材料的标准特征吸附能,考察了其初次吸附钝化过程和动态吸附过程特性。实验结果表明,G-1型硅胶和S-1树脂均具有丰富的微孔分布,G-2型硅胶主要表现为介孔材料特征,而F-1型分子筛几乎无微孔分布,孔穴主要分布在介孔与大孔区域。通过相应的标准吸附特征能可反映不同吸附材料的微孔分布。另外,四种吸附材料的初次钝化吸附量和动态吸附量变化情况相似,均为S-1型树脂最大,G-1型和G-2型硅胶次之,F-1型分子筛最小。由于材料中的微孔分布决定了油气分子吸附过程,从而影响对应的吸附量。     

氨改性介孔Si02用于C02／N2变压吸附分离

在323．15K下,以月桂酸为结构导向剂（SDA）、r-氨丙基三乙氧基硅烷为助结构导向剂和硅酸乙酯为硅源,采用阴离子表面活性剂法直接合成氨改性介孔Si02（AMS）用于C02／N2变压吸附分离．对样品进行低温N2吸附脱附、X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征,然后用动态法测量其C02、N2穿透曲线并计算吸附量．结果发现,在323．15K、常压下合成吸附剂AMS对C02／N2的吸附量分别为0．60mmol／g和0．03mmol／g．采用抽真空的方法对吸附剂进行再生,发现75％以上的吸附态C02能够解吸,经过多次吸附／解吸循环C02吸附特性不变．同时利用Aspenadsim软件对吸附过程进行模拟,模拟结果与实验数据吻合良好．     

工业用间二甲苯氨氧化催化剂的表面吸附特征研究

用低温N2吸附及H2O，C6H6和m-C6H4(CH3)2等探针分子静态吸附以及NH3－TPD等方法考察了工业用间二甲苯氨氧化生产间苯二甲腈催化剂VCB1，VCB2和VCM表面吸附特征。结果，VCB1，VCB2和VCM催化剂均具有中孔（15－40nm）结构，反应物分子在孔道中的扩散不构成吸附过程的控制步骤，催化剂对反应组分的吸附能力取决于催化剂表面亲合力。VCM对m-C6H4(CH3)2新合力较强，其表面对H2O和NH3的亲合力弱是该催化剂在使用过程中深度氧化产物较多的可能原因之一，结果为催化剂改性提供了理论依据。