钛锂铝水滑石/延迟焦的制备及其CO_2吸附性能研究

采用共沉淀法,以延迟焦(DC)为载体制备钛锂铝水滑石/延迟焦复合材料吸附剂(Ti_1Li_3Al_4/xDC,其中,x为钛锂铝水滑石与延迟焦的质量比),探讨该吸附剂的CO_2吸附性能。通过X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG-DSC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析方法对复合材料结构、形貌、热稳定性、表面官能团等进行表征;考察x和焙烧温度等因素对复合材料CO2吸附性能的影响。研究结果表明:当x=3,焙烧温度为600℃时,复合材料Ti_1Li_3Al_4/3DC的CO_2吸附量最高,为58.2 mg/g,且10次循环后的吸附稳定性良好。     

CuO—La2O3／γ—Al2O3上CO和NO吸附的红外光谱研究

应用XRD分析了催化剂的体相结构,用红外光谱研究了CO和NO在CuO-La_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂上的吸附,并对表面铜的价态进行了表征。氧化态样品的体相存在CuO、CuAl_2O_4,可能还有CuLa_2O_4物相,表面铜以 2价的形式存在。还原态样品的体相存在Cu~0、CuLa_2O_4,可能还有CuAlO_2,表面存在Cu~0、Ca~ 和少量的Cu~(2 )。CO容易在Cu~.、Cu_2O及CuAlO_2上形成分子态吸附;同时还存在HCO_3~-、CO_3~(2-)物种。NO容易吸附在CuO、CuAl_2O_4和CuLa_2O_4上,在Cu~0上可能解离吸附,还产生NO_3~-吸附物种。氧化态样品上,150℃以上,CO使Cu~(2 )还原为Cu~ 。还原态样品上,NO和CO交替吸附和共吸附实验证明低温出现了NO/Cu~(2 )和CO/Cu~ 的选择吸附现象。     

Rh-ZSM-5分子筛吸附CO、H_2O和O_2的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)结合簇模型方法研究了小分子CO、H_2O和O_2在Rh交换的ZSM-5分子筛(Rh-ZSM-5)上的吸附.理论计算结果表明:H_2O和O_2或CO可共吸附在Rh~+上形成四配位铑配合物,其中Rh仅与ZSM-5表面的一个桥氧配位;在H_2O和O_2共存时,最稳定的表面吸附物种为Rh(H_2O)_2(O_2),含一个超氧离子;引入具有强配位能力的CO后,最稳定的表面吸附物种为Rh(CO)_2(H_2O),阻碍了O_2的化学吸附.这暗示此前人们认为在CH_4/CO/H_2O/O_2/Rh-ZSM-5混合体系中通过O_2的化学吸附活化甲烷的机理还有待进一步商榷.     

聚乙烯亚胺改性MIL-101(Cr)及其吸附分离CH_4/CO_2特性

采用浸渍法将聚乙烯亚胺(PEI)负载到MIL-101(Cr)上。采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热分析仪(TG)和N_2吸附-脱附对改性MIL-101(Cr)吸附剂进行表征。测试改性MIL-101(Cr)吸附剂在101.3 k Pa、25℃条件下对CO_2和CH_4的吸附量,分析PEI负载量和CO_2吸附量与改性MIL-101(Cr)吸附剂的孔径、孔容、比表面积的关系。结果表明:与未改性的MIL-101(Cr)相比,PEI负载量为3.0 mmol的改性MIL-101(Cr)吸附剂对CO_2的吸附量由74.6 cm3/g提升到114.3 cm~3/g,对CH_4的吸附量由11.8 cm~3/g降至8.0 cm~3/g,改性MIL-101(Cr)吸附剂大大提高了CO_2/CH_4的分离性能。改性MIL-101(Cr)吸附剂在80℃、533.12 Pa条件下处理即可完全脱附再生,循环5次对CO_2的吸附性能基本不变。     

铁铬系变换反应催化剂上吸附水的程序升温脱附研究

在室温到500℃的范围内,用 TPD 技术研究了 Fe_3O_4和(Fe,Cr)_3O_4中温变换催化剂上水的吸附态,考查了原位还原处理样品对 TPD 谱的影响及其原因。研究了样品不同还原深度,不同吸附温度对水的 TPD 谱的影响,初步表征了脱附峰所对应的吸附态,联系水气变换反应的活性进行了讨论。     

Fe_2O_3对煤焦热解反应的催化作用研究

采用热分析仪、滴管炉等研究了Fe_2O_3对煤焦热解过程的催化作用,借助XRD分析了Fe_2O_3在不同反应温度下的转变产物。结果表明,添加Fe_2O_3后煤焦热解吸热量明显下降,生成烟气中CO、CO_2含量显著上升;Fe_2O_3在1000℃和1100℃时的主要转化产物分别为Fe_3O_4和FeO,在1200℃时转变为Fe_3O_4、FeO和Fe。     

MgO(001)表面掺杂过渡金属Au/Pt吸附CO的理论研究

采用密度泛函理论DFT/B3LYP方法研究掺杂了Au和Pt原子的MgO(001)表面吸附CO分子的吸附性质,通过对吸附体系的优化、能量和电子性质等的计算,结果表明,对于MgO完美表面,掺杂Pt比Au更容易吸附CO分子;在MgO(001)表面不同氧缺陷位(O5c/O4c/O3c),掺杂了Au和Pt原子后吸附CO分子的能力依次分别为:O_(3c)O_(5c)O_(4c)和O_(5c)O_(3c)O_(4c),掺杂了Pt原子的O5c位吸附能最低。可知Pt原子的掺杂及氧缺陷的MgO(001)表面,有利于吸附CO分子。     

含氮宾或卡宾的金属羰基簇合物的结构化学研究Ⅱ——Fe_2(CO)_6(PhNCONPh)的合成和结构

Fe_2(CO)_6(PhNCONPh)簇合物是由[Et_3NH][HFe_3(CO)_(11)]和C_6H_5NCO在苯中反应获得。应用四园衍射仪测定了该簇合物的晶体结构。晶体学数据:C_(19)H_(10)O_7N_2Fe_2,空间群P2_1/n,a=8.5062(1),b=13.2752(1),c=18.9038(2)(?),β=98.96(2)°,Z=4和D_c=1.643gcm~(-3)。结构系用直接法解出,最后R 因子为0.031.结果表明,题目簇合物分子是由苯代脲基C_6H_6—N—C(O)—N—C_6H_5中的N 原子,分别和(OC)_3Fe—Fe(CO)_3中的两个Fe 原子键合而成。使各两Fe 与N 原子和一个C 原子形成变形的双三角锥构型。     

γ-Al_2O_3上CO和CO_2吸附表面体的原位红外光谱研究

本文运用原位红外光谱研究了在γ—Al_2O_3上CO、CO_2的吸附及其与H_2或H_2O的共吸附。观测到不同情况下HCOO~-的生成规律及其随温度变化的行为。在(CO+H_2)的共吸附中观察到HCO_3~-向HCOO~-表面体的转变。在(CO+H_2O)共吸附中,HCOO~-不经HCO_3~-的中间步骤而直接生成。在CO_2的吸附中,检测到两种热稳定性不同的表面HCO_3~-体。而(CO_2+H_2)共吸附中也观察到了HCOO~-的形成。研究了表面甲酸体在真空中热分解以及它同H_2或H_2O的反应,证实了表面甲酸体更易于同H_2O反应。这三种情况下甲酸体显著反应温度分别约为400℃、300℃、100℃。     

草酸镨草酸钕及其混合物的热分解

將差热分析法与热失重法配合,分别測定了草酸镨与草酸钕的热分解現象。 pr_2(C_2O_4)_3·10H_2O■Pr_2(C_2O_4)_3·2H_2O■Pr_2(C_2O_4)_3·1/2H_2O■Pr_2(C_2O_4)_3■Pr_2O_3·CO_2■Pr_6O_11。 Nd_2(C_2O_4)_3·10H_2O■Nd_2(C_2O_4)_3·4H_2O■Nd_2(C_2O_4)_3·H_2O■Nd_2(C_2O_4)_3■Nd_2O_3·CO_2■Nd_2O_3。草酸镨与草酸钕的混合物,热分解曲綫仍具有分別代表镨与钕草酸盐的分解峯。但在镨钕混合物的草酸盐差热曲綫上,却不再有分別代表镨与钕的草酸盐分解峯。从而說明镨钕混合物的草酸盐,不同于镨钕草酸盐的混合物,而前者是属于复杂的多核络合物。因此,草酸盐热分解法不能适用于镨钕的分离。     

镍催化剂硫中毒的研究

本文研究了CO、H_2S和C_4H_4S在Ni/γ-Al_2O_3上的化学吸附过程。实验证明,用CO在-72℃的化学吸附测定催化剂的金属表面积,是一个可行的方法。CO不吸附在被毒物掩盖的表面上。S复盖度在0.4以下,毒物S对CO在未复盖的镍表面上的吸附没有影响;复盖度超过0.4.随着复盖度增加,S明显地阻碍CO的吸附。10Vpm~(?)H_2S在H_2中的混合气体,在300—500℃下,经过约20小时的化学吸附,形成饱和吸附层,S与表面Ni原子比例为0.53,0.1%(V/V)C_4H_4S在H_2中的混合气体,在20℃经过约20小时的吸附,形成饱和吸附层。表面Ni原子与C_4H_4S分子比例为4.95。噻吩以非解离方式占据着4.95个表面Ni中心。中毒催化剂在600℃,H_2气流下经过约50小时,可以完全再生。     

拉应力下T91钢在550℃液态铅铋中的腐蚀行为

为有效评估T91钢在液态铅铋合金(lead-bismuth eutectic,LBE)中不同拉应力下的腐蚀行为,采用小锥度圆锥体试样,开展了0~180MPa下T91钢在550℃、1×10~(-6) wt%氧浓度LBE中的腐蚀实验.结果表明:(Fe,Cr)_3O_4层和内氧化层始终存在,而Fe_3O_4层在拉应力作用下出现严重的脱落,且Fe3O4碎片随应力增加而变小;(Fe,Cr)_3O_4层由于Cr富集度不同而呈现出两层亚结构;随着拉应力的增加,裂纹数量增加,尺寸变大,并不断向基体方向扩展,到180 MPa时已贯穿整个(Fe,Cr)_3O_4层.此外,各氧化层厚度随应力增加而增加,但增厚速率不断降低.     

α-Fe_2O_3纳米颗粒的制备及其对曙红B的吸附性能研究

以Fe(NO_3)_3·9H_2O与Na_2S_2O_3为前驱体溶液,加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP),采用光化学合成方法首先制备FeO(OH)/S粉体材料,然后通过高温煅烧后得到Fe_2O_3纳米颗粒.结果表明,随着煅烧温度的升高,α-Fe_2O_3纳米颗粒的结晶度变好,晶粒粒度逐渐增大;α-Fe_2O_3纳米颗粒对曙红B具有较好的吸附效果,煅烧温度为400℃时吸附效果最佳.研究了不同吸附剂用量、p H对吸附性能的影响.Fe_2O_3纳米颗粒对曙红B的吸附过程符合二级动力学与Freundich等温吸附模型,最大吸附量为368 mg/g.     

贝壳脱除垃圾焚烧烟气中氯化氢的实验研究

为解决海岛生活垃圾焚烧中消除HCl问题,研究贝壳代替传统钙基吸附剂可行性。利用贝壳、Ca(OH)_2和Ca CO_3对高温模拟烟气进行HCl吸附实验,讨论了温度、吸附剂成分、吸附反应平衡和Ca/Cl物质的量之比对吸附剂脱氯性能的影响。结果表明,温度高于700℃时,贝壳的脱氯效果优于Ca(OH)_2和Ca CO_3;贝壳与钙基吸附剂脱氯规律有相似之处,高温下,Ca(OH)_2首先转化为Ca CO_3来发挥吸附作用;而贝壳主要成分为Ca CO_3;温度高于700℃时,贝壳吸附HCl反应的平衡浓度与Ca(OH)_2和Ca CO_3相当或更低;综合热值、脱氯效率等因素,最佳贝壳投加量为垃圾总量的9%～13%。     

负载铁生物炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以小麦秸秆为原料热解制备生物炭,分别用FeSO_4/FeCl_3和FeCl_3对生物炭进行表面改性。表征结果显示,改性生物炭表面存在磁性颗粒和Fe—O基团,负载铁后生物炭的比表面积和总孔体积显著增大。吸附实验结果表明,改性后生物炭吸附Cr(Ⅵ)的吸附性能优于未改性生物炭,且以FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭吸附性能更佳,在Cr(Ⅵ)溶液初始pH为2、初始浓度为100 mg·L~(-1)、温度为30℃、振荡速率为150 r·min~(-1)、生物炭投加量为4 g·L~(-1)、吸附时间为48 h的条件下,FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭对Cr(Ⅵ)的去除率达93.9%;负载铁生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

黑液焦CO_2气化及动力学研究

为了掌握甘蔗渣黑液焦CO_2气化特性和动力学数据,开展甘蔗渣黑液焦CO_2气化研究。通过改变温度、[CO]和[CO_2]研究其对黑液焦转化的影响。采用试验数据与兰格缪尔-修斯伍德吸附动力学方程拟合的方法求解动力学方程参数。研究表明,在升高气化温度和增加[CO_2]时可以加速气化反应,而在增加[CO]时则会抑制气化反应的发生;表观气化速率的倒数分别与[CO]和[CO_2]~(-1)成线性关系,但与[CO]/[CO_2]的比值不成线性关系;在研究的操作条件范围内甘蔗渣黑液焦CO_2气化过程可以采用兰格缪尔-修斯伍德吸附非催化动力学方程描述,平均活化能为153.5 k J/mol。研究数据表明活性点位数可作为M/C摩尔比值的函数而不是常数。引入M/C摩尔比值对动力学模型修正后,获得的气化反应常数、CO吸附常数和CO_2吸附常数均可视为恒定值,其值分别为0.158 9 m~3/(mol·min)、-1.048 7 m~3/mol和-0.323 8 m~3/mol。     

Fe_3O_4/ZnO亚微米复合材料的制备与吸波性能

利用机械搅拌物理混合、热解法成功制备了Fe_3O_4/ZnO复合材料,将Fe_3O_4粒子与一定量的Zn(CH_3COO)_2·2H_2O在无水乙醇中充分混合,并将混合物在氩气氛围下进行500℃热处理使其Zn(Ac)_2·2H_2O分解,从而得到Fe_3O_4/ZnO复合材料。采用SEM、XRD、XPS对样品形貌、结构及表面进行分析,通过矢量网络分析仪研究了不同量的Zn(CH_3COO)_2·2H_2O对样品吸波性能的影响。结果表明,当Fe_3O_4与Zn(CH_3COO)_2·2H_2O的质量比为1∶2时,Fe_3O_4/ZnO复合材料的吸波性能远优于纯相Fe_3O_4。当频率为11 GHz,涂层厚度为3 mm时,最佳反射率达-14.4 dB。     

Fe(NO_3)_3处理的活性炭毡对苯酚的吸附行为

通过Fe(NO_3)_3处理改变活性炭毡的结构和性质得到若干改性活性炭毡,采用氮气吸附法、傅里叶红外光谱法、Boehm滴定法、热重分析法表征吸附剂内在结构特征及表面官能团。以苯酚为吸附质,调变吸附时间、浓度研究吸附剂的苯酚吸附行为,并分别采用Langmuir、Freundlich和Temkin模型拟合和比较。研究表明,Fe(NO_3)_3处理降低活性炭毡的热稳定性。Fe(NO_3)_3处理降低活性炭毡的比表面积和孔容,但Fe(NO_3)_3处理前后活性炭毡的微孔孔容和比表面积仍显著大于活性炭。同时增加了大量表面酸性含氧官能团(主要为羧基)。处理前后的活性炭毡和活性炭的吸附过程均包括快速吸附、慢速吸附和吸附平衡阶段;活性炭毡系列样品吸附速率、吸附量均分别高于活性炭。活性炭毡平衡吸附量随Fe(NO_3)_3负载量增大而减少,是由于活性炭毡结构和/或表面含氧官能团单独或共同影响所致。活性炭毡表面含氧官能团抑制了吸附。苯酚吸附过程满足Langmuir方程。     

CO和O_2在钙钛矿型LaCoO_3表面化学吸附的EHMO研究

本文用EIIMO方法,计算了CO和O_2在钙钛矿型LaCoO_3表面不同位置的吸附能,据此确定了它们的吸附位置和构型,并推测了CO在此催化剂上催化氧化的机理,认为在低温区,主要是吸附态O_2与CO反应,而在高温区,CO与晶格氧反应占支配地位。     

钼酸铵热分解的研究

采用高温X射线衍射、差热及热重等测试方法,研究了某厂生产的钼酸铵在加热条件下的热分解过程。发现钼酸铵的热分解按以下反应步骤: (NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O→(NH_4)_4Mo_5O_(17)→(NH_4)_2Mo_4O_(13); (NH_4)_2Mo_4O_(13)和β-(NH_4)_2Mo_4O_(13)→(NH_4)_2Mo_(14)O_(43)→(NH_4)_2Mo_(22)O_(67)→ MoO_3 分别在110℃,220℃和290℃三个温度下开始进行,通过扫描电镜观察了热分解过程前后钼酸铵形貌的变化。