ZSM-5分子筛对含钍废水中Th(Ⅳ)的吸附行为研究

环境水体中重金属钍的污染备受关注,如何实现废水中钍的去除是近年来研究的热点。本文采用静态法,研究了溶液酸度、离子强度、固液比等因素对ZSM-5分子筛吸附Th(Ⅳ)的影响,讨论了吸附/解析等温线,并对ZSM-5分子筛吸附Th(Ⅳ)的机理进行了探讨。     

ZSM-5分子筛对水中苯胺吸附的动力学探讨

以ZSM-5分子筛作为吸附剂处理苯胺废水,实测了分子筛用量、吸附时间、溶液pH和温度对苯胺吸附效率的影响,并对其吸附动力学进行探讨。用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevick模型对吸附等温线进行拟合,发现Langmiur、Freundlich吸附等温式能很好描述吸附规律。吸附动力学过程更符合准二级动力学模型。     

Th (Ⅳ)在铀尾矿库周边土壤中的吸附研究

为明确溶液初始pH、固液比、初始浓度、接触时间、温度等因素对土壤吸附钍的影响,通过静态平衡吸附实验探究了Th(Ⅳ)在铀尾矿库周边土壤中的吸附行为。结果表明,溶液初始pH、初始浓度、固液比、温度对土壤样品吸附Th(Ⅳ)的影响较大。在酸性条件下,土壤中含有的蒙脱石表面会被质子化,吸附率也会增加。吸附动力学模型及等温吸附模型拟合结果表明,土壤对Th(Ⅳ)的吸附规律符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型,且拟合度均在0.91以上,说明土壤吸附Th(Ⅳ)过程属于不均匀表面的单层化学吸附,且系统无穷小量分离因子R_L0.8,说明铀尾矿库周边土壤对Th(Ⅳ)的吸附能力较好,能够有效阻止放射性核素随水流迁移到环境中。另外,对吸附系统的热力学性质进行了研究,表明该吸附过程为吸热、熵增过程。     

改性ZSM-5分子筛作为甲醇合成汽油催化剂的研究

本文报道在 MR-GC80微型反应器上对几种改性 ZSM-5分子筛作为甲醇转化汽油催化刺的评价。结果有:a)磷改性 ZSM-5分子筛催化剂具有气相产物中烯烃含量增多,而油相产物中,芳烃产物含量减少。b)镍改性 ZSM-5分子筛催化剂使气相产物中烯烃含量有所降低,而在油相中碳数较大的组份(包括芳烃)的含量增大。c)锑改性 ZSM-5分子筛催化剂可减少低碳数烃类在油相中的比例。d)稀土金属(镧、鈰、钍)改性的 ZSM—5分子筛催化剂可较明显地抑制了油相产物中芳烃的比例,尤其是钍改性的分子筛催化剂在二甲苯的三异构体中对二甲苯的比例可高达52.4%(GC 面积%)。     

纳米氧化铁对钍(IV)的吸附研究

研究了纳米氧化铁对水溶液中钍的吸附行为。结果表明吸附行为受溶液pH值的影响较大,钍初始浓度为20 mg/L、pH 4.0时吸附率达到95.7%。随着离子强度的增加,吸附率下降。在研究范围内,纳米氧化铁对钍的吸附动力学特性可采用准二级动力学模型进行描述,其吸附等温线数据符合Langmuir吸附等温线模型。热力学分析表明,钍在纳米氧化铁上的吸附是一个自发的吸热过程。     

氧化石墨烯纳米带对Th(Ⅳ)的吸附性能研究

利用高锰酸钾/浓硫酸氧化法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行了轴向切割,制得含氧基团丰富的氧化石墨烯纳米带(GONRs),利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其表面形貌和结构进行了表征,并研究对钍的吸附性能,探讨了p H、吸附剂用量、接触时间、钍离子浓度和温度等因素对吸附的影响。结果表明,GONRs对Th(Ⅳ)的吸附过程是与p H相关的、快速、自发的吸热过程;吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,GONRs对Th(Ⅳ)的吸附容量可达314.3 mg/g,GONRs有望用于放射性废水中钍的吸附。     

几种国产吸附剂吸附等温线的测定及分析

测定了国产5A沸石分子筛、椰壳活性炭、炭分子筛对空气在液氮温度及低压下的吸附等温线及90K下椰壳活性炭的吸附等温线。提出了新型混合吸附剂(5A沸石分子筛与椰壳活性炭以1:1的混合比相混合的混合吸附剂),并测定了该混合吸附剂在液氮温度及低压下对空气的吸附等温线。本文还对这些吸附等温线进行了分析,拟合出在一定范围内适用的吸附等温式。实验结果及相应分析,可供设计吸附设备时参考使用。     

烷烃在ZSM-5型分子筛中吸附的蒙特卡罗模拟

使用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)分别获得了甲烷和乙烷分子在ZSM-5型分子筛中的粒子云分布图和吸附等温线.从粒子云分布图上可以看出甲烷分子的吸附在直线型十元通道和S型十元通道内分布都比较均匀,而乙烷分子在S型十元通道内分布较少.从吸附等温线上可以得知这两种分子都可通过S型通道和直线型通道到达分子筛孔道内部;在较低压力下,分子筛对这两种分子就有较高的吸附量,并随着压力的增大而增大,在压力大于130 KPa时,甲烷的吸附量大于乙烷的吸附量.     

烃类在ZSM-5分子筛上的吸附性质的研究

本文介绍了一种简单易操作的吸附量测定方法和利用本法测得的几种重要的烃类化合物在ZSM-5分子筛上的吸附数据。用朗格谬尔公式和吸附势公式对实验数据进行了拟合,发现这两个公式与实验数据之间均存在着明显的偏差。在这个基础上,本文提出了ZSM-5分子筛在吸附烃类分子时表面存在着不均匀吸附位的假设,并把这种不均匀的表面近似地看作由两种强度不同的吸附位所组成。根据这一模型,相应的吸附等温线公式可表示成两个独立的朗格谬尔公式之和。这一形式的公式能和实验数据很好地一致,表明了不均匀吸附位的假设基本上是合理的。     

磁性印迹材料的制备及其性能研究

本实验以salophen为功能单体,Th(Ⅳ)离子为模板离子,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)作交联剂,用偶氮二异丁腈(AIBN)作引发剂在烯基化的磁性Fe3O4粒子表面上热聚合制备磁性印迹材料.探讨此印迹材料对钍(Ⅳ)的最佳吸附条件.结果表明:此磁性印迹材料在pH为4.5,在70μg/mL钍(Ⅳ)中吸附30 min可以到达最大吸附容量42.54μg/mg.Th(Ⅳ)印迹材料相对U(Ⅵ),La(Ⅲ)和Ce(Ⅲ)的相对选择性系数分别是62.4,82.2和93.1,说明此材料可以在La(Ⅲ),Ce(Ⅲ)和U(Ⅳ)的存在下检测Th(Ⅳ).     

焦化苯中噻吩在改性ZSM-5分子筛上吸附动力学研究

本文系统地研究了用改性 ZSM- 5分子筛吸附脱除焦化苯中噻吩过程动力学 ,测定了池式吸附曲线 ,提出了可以较好地描述苯 -噻吩 - ZSM- 5吸附体系的动力学模型 ,模型中考虑了大孔扩散、表面扩散和吸附 -反应阻力等吸附过程 ,并通过实验数据求得了大孔扩散系数、表面扩散系数和吸附速度常数等吸附动力学参数与温度的关系。在该吸附过程中 ,大孔扩散、表面扩散和吸附反应过程都起着重要作用。     

水热处理对NaFe ZSM-5分子筛上乙苯吸附扩散性质及催化脱氢活性的影响(Ⅰ)

本文采用水热处理法对 NaFe ZSM-5分子筛进行改性,考查了分子筛中铁的状态与高温水热处理的关系,研究乙苯在 NaFe ZSM-5分子筛上的吸附扩散性质,以及水热处理对 NaFe ZSM-5分子筛的催化脱氢活性的影响.     

过渡金属改性Y分子筛对油品中碱性氮化物的吸附行为

采用液相离子交换法改性Na(Ⅰ)Y分子筛制备Cu(Ⅰ)Y、Zn(Ⅱ)Y、Ni(Ⅱ)Y、Ag(Ⅰ)Y分子筛。采用X线衍射仪(XRD)、比表面测定仪对改性前后分子筛进行结构分析,考察改性前后分子筛的吸附温度、剂油质量比对吸附氮容量的影响,并对Cu(Ⅰ)Y分子筛的吸附等温线及动力学进行研究。结果表明,改性后的分子筛仍保留分子筛的主体晶型。适宜吸附条件为:剂油质量比1∶50,吸附温度60℃。改性后分子筛的吸附氮容量明显提高,5种分子筛吸附氮容量由大到小的顺序为Cu(Ⅰ)Y、Zn(Ⅱ)Y、Ni(Ⅱ)Y、Ag(Ⅰ)Y、Na(Ⅰ)Y分子筛。Cu(Ⅰ)Y分子筛的吸附氮容量为42.049 mg/g,脱氮率为84.10%。Langmuir模型能够很好地描述该静态吸附过程,相关系数大于0.99;在准一级动力学模型、准二级动力学模型及颗粒扩散模型这3种模型中准二级动力学模型的相关系数大于0.99,是描述Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附过程的最佳方程。     

La/ZSM-5分子筛上1-己烯活化的理论研究

基于 54T 团簇模型,采用 ONIOM 分层计算方法,研究了1-己烯分子与镧改性ZSM-5分子筛的相互作用,并详细描述了1-己烯分子在镧改性ZSM-5分子筛上的催化活化反应机理。计算结果表明,1-己烯与镧改性ZSM-5分子筛之间没有发生π配位吸附,只存在更加微弱的物理吸附,从而导致了镧改性ZSM-5分子筛烯烃吸附能力的降低。镧物种酸性中心的O—H键在活化能作用下通过极性分解直接发生质子迁移使1-己烯被质子化,经过碳正离子过渡态,形成稳定的烷氧基活化产物,从而使1-己烯被活化。计算得到的1-己烯的活化能垒是160.64 kJ/mol,这为文献中报道的镧改性ZSM-5分子筛的烯烃吸附能力和催化活性降低提供理论支持,有助于探究镧改性前后ZSM-5分子筛催化性能改变的原因。     

竹炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学研究

研究了室温下竹炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学,考察了亚甲基蓝初始浓度和吸附剂用量的影响。由Langmuir吸附等温模型、Freundlich吸附等温模型对吸附平衡数据进行拟合;动力学由准一级反应方程和准二级反应方程进行拟合。研究结果表明:Freundlich吸附等温线模型(R2=0.99)更为精确地描述了亚甲基蓝在竹炭上的吸附;吸附动力学由二级动力学模型拟合更为准确。对动力学数据进行了计算和讨论。     

阳离子柱[5]芳烃改性膨润土对橙黄Ⅳ的吸附研究

采用水热法制备了阳离子柱[5]芳烃(CP5A)改性膨润土(BT)的新型吸附剂材料(CP5A/BT). 通过红外吸收光谱(FTIR),X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对吸附剂材料CP5A/BT进行了表征. 以阴离子染料橙黄Ⅳ(OIV)为目标吸附质,考察了CP5A浓度、吸附剂投加量、溶液pH值、接触时间和染料初始浓度对吸附效果的影响,采用吸附动力学和吸附等温线模型对吸附过程进行了研究. 通过“吸附?解吸”循环对CP5A/BT吸附剂的再生性进行了考察. 结果显示,CP5A成功负载在BT上,改性后的CP5A/BT表面形貌和结构发生了改变. 经CP5A改性后的BT表面有大量的活性位点,对OIV的去除在45 min内能迅速达平衡状态,且酸性及弱碱性条件下的吸附量高于强碱性条件. 经动力学模型、Langmuir和Freundlich模型分析得出,CP5A/BT对OIV的理论吸附量可达230.4247 mg·g?1,且伪二级动力学和Freundlich等温线模型能较好地拟合CP5A/BT对OIV的吸附过程,此吸附过程主要以化学吸附为主. CP5A/BT吸附剂具有较好的再生性.     

表面印迹磁性壳聚糖对水溶液中钍离子的吸附行为

以壳聚糖为原料,纳米Fe3O4为磁性核心,钍离子为模板剂,环氧氯丙烷为交联剂合成表面印迹磁性壳聚糖(SI-MC).红外光谱和X射线能谱分析表明:钍成功地被吸附在SI-MC上.研究吸附剂用量、溶液pH值及振荡时间对吸附过程的影响,得到最佳工艺条件.吸附数据用Langmuir等温式拟合优于Freundlich等温式,最大吸附容量为95.2 mg· g-1.与拟一级动力学模型相比,拟二级动力学模型能更好地拟合本吸附过程.吸附在SI-MC上的钍,可采用1 mol·L-1的H2SO4溶液进行有效回收处理.     

二甲苯混合物在ZSM-5分子筛上吸附平衡的研究

ZSM-5分子筛的独特孔道结构,使其具有优良的催化性能。 本课题的研究是用碱金属和碱土金属阳离子交换的 ZSM-5分子筛为吸附剂,对 C8芳烃中px-mx二元混合物采用气相流动法,测定其吸附平衡数据、吸附容量、计算分离因数(选择性),并与工业用Y型分子筛进行对比。 1.交换不同阳离子 ZSM-5分子筛的吸附平衡曲线形状基本相同。与 Y型分子筛吸附平衡曲线相比较可知;交换不同阳离子的ZSM-5分子筛对px-mx吸附分离均具有很高的选择性。当平衡浓度为20%时,分离因数为9—12,而在相同试验条件下,Y型仅为 5.吸附分离效果远优于 Y型分子筛。这是由于 …     

Y/ ZSM-5复合分子筛的合成及表征

利用乙二胺为模板剂,在水热体系中采用两步晶化法,在先合成Z-5沸石的基础上合成具有双微孔结构的复合分子筛Y/ZSM-5,并系统地研究了模板剂的用量、溶液的pH值、原料配比及第二步晶化时间对Y/ZSM-5复合分子筛结构的影响.按照(3.0～4.0)Na2O:(25～60)SiO2:Al2O3:(10～15)乙二胺(EDA):1 000 H2O的摩尔配比合成出含ZSM-5的固液混合物,然后在该体系中加入适量的偏铝酸钠溶液,所得最终凝胶的硅铝比n(SiO2):n(Al2O3)=20～30,pH值11.5～12.5,第二步最佳晶化时间为24 h.用N2吸附-脱附分析了相同硅铝比下复合分子筛与机械混合物的孔结构特征.结果表明,Y/ZSM-5复合分子筛的孔径和孔容高于二者的机械混和.SEM的分析表明,Y/ZSM-5复合分子筛的形貌不同于纯的Y型和ZSM-5沸石.     

Cu+交换ZSM-5分子筛吸附NOx的理论研究

用密度泛函理论(DFT)方法对Cu+在ZSM-5分子筛孔道内的位置进行了系统地研究,并在此基础上对NOx（NO, N2O, NO2）分子在Cu-ZSM-5不同孔道内的吸附进行了考察。采用包含完整直孔道、正弦孔道以及两孔道交叉处的22T模型,确定了Cu+在ZSM-5分子筛内的三种可能位置：直孔道内、孔道交叉处和正弦孔道内。研究结果表明,Cu+与2-3个骨架氧原子形成配位键负载于ZSM-5分子筛内;三种结构模型中,Cu+在孔道交叉处的构型最稳定。对Cu-ZSM-5吸附NOx的研究表明,NOx与分子筛均可通过形成Cu-N键而发生较强的相互作用,从而不同程度地削弱了NOx分子中的N-O键,使N-O键长增长。在Cu-ZSM-5的三种结构模型上,NO, N2O, NO2分子的吸附情况有所不同。其中NO,NO2在Cu+位于直孔道的模型上的吸附均引起铜向孔道交叉处迁移,形成的吸附复合物与Cu+位于孔道交叉处的吸附复合物几乎收敛于同一构型。表明由于孔道交叉处空间较大,使NO,NO2更容易达到稳定的平衡状态。吸附复合物总能量数据表明进一步的反应很有可能发生在Cu-ZSM-5分子筛的孔道交叉处。