工业含碳粉料制备新型环境吸附材料工艺研究

以工业含碳粉料、高黏结指数肥煤和GY型黏结剂为主要原料,采用均化、造粒、碳化、活化方法,制得新型环境吸附材料.研究了原料配比、物料成型以及碳化、活化条件等因素对产品性能的影响,确定了最佳试验条件.该新型环境吸附材料可以有效吸附工业排放中SO_2、NO_X等有害气体.     

金属有机骨架材料制备、特性及其在环境治理方面应用的研究进展

文章介绍了MOFs材料的特性、合成方法以及近年来在治理水污染、大气污染等环境修复中的应用. MOFs材料主要用途为吸附分离甲烷、二氧化碳等温室气体,以及二氧化硫、挥发性有机物等其他有害气体;还可用于吸附水体中重金属离子和有毒染料,并催化污染物的降解.     

纳米MnO2负载硅藻土的制备及其降解空气中甲醛的研究

以乙酸锰为反应原料,硅藻土微粒为载体,柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法制备了纳米MnO2和纳米二氧化锰负载硅藻土材料.通过XRD、SEM、N2吸附-脱附对其晶体结构、形貌、表面性质及比表面积进行了表征.在自制甲醛气体降解箱中,研究了纳米MnO2负载硅藻土对空气中甲醛的催化降解活性,并与硅藻土和纳米MnO2的吸附活性进行比较.结果表明,所制备的纳米二氧化锰负载硅藻土材料在72 h内对甲醛气体的降解率达90.31％.     

掺氮TiO_2-活性炭复合吸附材料的制备与性能

通过浸渍法将制备的掺氮TiO2光催化剂负载到活性炭上制备掺氮TiO2-活性炭复合吸附材料,并对其吸附特性、可见光催化活性以及再生性能进行研究.结果表明:掺氮TiO2光催化剂具有较大的比表面积与良好的可见光吸收性能;活性炭对低浓度甲醛气体具有良好的吸附性能;掺氮TiO2的负载对活性炭颗粒的吸附性能影响甚微;掺氮TiO2-活性炭复合吸附材料具有优越的可见光再生性能,它实现了对低浓度挥发性有机化合物的吸附和光催化分解解耦,提高了活性炭的循环利用性能.     

锐钛矿型TiO2(101)表面吸附NO2微观特性的理论研究

TiO2作为传感器的敏感材料具有灵敏度高、响应时间快、工作温度低等独特优点,故而受到广泛重视。本文通过基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理的平面超软赝势方法,运用CASTEP软件包模拟计算了NO2吸附在锐钛矿型TiO2(101)面的吸附距离、吸附能、电子态密度以及光学性质。通过完整锐钛矿型TiO2(101)面和含有1个氧空位缺陷表面对NO2的吸附计算发现,NO2分子在表面吸附时,以O端吸附结构最为稳定;含有1个氧空位的表面对NO2的吸附能大于锐钛矿型TiO2(101)完整表面;吸附过程为放热过程;NO2分子在含有1个氧空位缺陷表面发生吸附时,对可见光低能部分的吸收率较好,可见光范围内的吸收和反射性质发生明显的改变,光学气敏传感器的特性表现显著,以此来探测汽车尾气中NO2气体的含量。研究为锐钛矿型TiO2作为灵敏传感器材料探测汽车尾气有害气体的实验室研制提供理论基础。
     

锐钛矿型TiO_2（101）表面吸附NO_2微观特性的理论研究

TiO2作为传感器的敏感材料具有灵敏度高、响应时间快、工作温度低等独特优点,故而受到广泛重视。本文通过基于密度泛函理论（DFT）框架下的第一原理的平面超软赝势方法,运用CASTEP软件包模拟计算了NO_2吸附在锐钛矿型TiO_2（101）面的吸附距离、吸附能、电子态密度以及光学性质。通过完整锐钛矿型TiO_2（101）面和含有1个氧空位缺陷表面对NO_2的吸附计算发现,NO_2分子在表面吸附时,以O端吸附结构最为稳定;含有1个氧空位的表面对N02的吸附能大干锐钛矿型TiO_2（101）完整表面;吸附过程为放热过程;NO_2分子在含有1个氧空位缺陷表面发生吸附时,对可见光低能部分的吸收率较好,可见光范围内的吸收和反射性质发生明显的改变,光学气敏传感器的特性表现显著,以此来探测汽车尾气中NO_2气体的含量。研究为锐钛矿型TiO_2作为灵敏传感器材料探测汽车尾气有害气体的实验室研制提供理论基础。     

有机胺改性膨润土对二氧化碳气体的吸附性能研究

通过物理浸渍法利用有机胺(聚乙烯亚胺)对膨润土进行改性,然后利用X射线衍射、N2吸附脱附实验、元素分析等手段对膨润土改性前后材料的物理化学属性进行表征,最后考察了材料对CO2气体的吸附性能.结果表明,利用有机胺对膨润土进行改性后,材料对CO2气体的吸附量明显增加(从6 mg/g增至47 mg/g),且在循环使用中材料的稳定性良好.     

有机胺改性膨润土对二氧化碳气体的吸附性能研究

通过物理浸渍法利用有机胺(聚乙烯亚胺)对膨润土进行改性,然后利用X射线衍射、N2吸附脱附实验、元素分析等手段对膨润土改性前后材料的物理化学属性进行表征,最后考察了材料对CO2气体的吸附性能.结果表明,利用有机胺对膨润土进行改性后,材料对CO2气体的吸附量明显增加(从6 mg/g增至47 mg/g),且在循环使用中材料的稳定性良好.     

建筑装饰材料表面有害气体散发规律的研究

本文分析了建筑装饰材料有害气体散发的来源和过程,通过测试建筑装饰材料有害气体的散发量,揭示了其散发规律有害气体的散发强度随时间呈负指数函数关系变化,并可把整个散发过程分为衰减期和稳定期.为人们选择建筑材料,设计通风空调房间新风量提供了依据.     

固体氧化物燃料电池系统零排放新思路研究

提出了固体氧化物燃料电池零排放新思路设计,该设计具有高发电效率、温室气体零排放、回收利用二氧化碳以及使用环境友好的可再生循环二氧化碳吸收材料等优点.此外,还介绍了电池构件材料以及二氧化碳吸收材料的制备,最后测试了材料的二氧化碳吸附性能.结果表明最大体积吸收比可高达993倍,最佳吸收温度为700 ℃,同时可实现在800 ℃以上2 h内将所吸附的二氧化碳完全解析.     

盐湖提锂工艺——高镁锂比盐湖锂盐吸附剂研发进展

 据2019年美国地质调查局统计全球已查明锂资源量6200万t,其中59%锂资源分布在盐湖中,而绝大部分盐湖为高镁锂比盐湖,高镁锂比盐湖中锂的提取工艺更难,吸附剂可以一步直接提锂,研发循环性能高、稳定性强、制备高效的高镁锂比盐湖锂盐吸附剂迫在眉睫。根据吸附剂的制备材料和吸附机理不同,将现有吸附剂进行分类,总结了离子筛吸附剂、铝盐吸附剂、天然矿物改性吸附剂发展现状及吸附流程。对比研究发现,天然矿物改性吸附剂具有离子筛吸附剂和铝盐吸附剂提锂的所有优势,制备简单不产生废料,经济、环保、高效,在未来高镁锂比盐湖提锂工艺中应予以重点关注。     

石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展

石墨烯具有独特的结构、优异的性能,在诸多领域有广泛的应用.石墨烯层的原子均为表面原子,其表面积非常大,是天然的吸附材料.其易于制备、成本低廉等优势使得石墨烯吸附材料成为水处理研究中的热点.石墨烯及其复合材料已经在重金属、染料、杀虫剂、抗生素、石油等污染物的治理方面得到应用.综述了石墨烯吸附材料的制备方法以及其在污水处理方面的应用.分析了污染物在石墨烯吸附材料上的吸附行为,并讨论了石墨烯与污染物的相互作用.着重关注官能团对石墨烯吸附材料性能的影响,从化学视角提出了设计高效石墨烯吸附剂的思路.     

丝氨酰-天冬氨酰-谷氨酸三肽吸附低密度脂蛋白的机理的探讨

以聚丙烯酰胺(PAM)微球为载体,丝氨酰-天冬氨酰-谷氨酸(SDE)三肽为配体,通过两种方法将配体偶联到载体上制成吸附剂。采用体外静态吸附法检测吸附剂的吸附效果,考察SDE三肽仿生吸附剂对低密度脂蛋白(LDL)的吸附并探讨其机理。结果表明:两种方法制备的吸附剂对LDL都有一定的亲和吸附能力,Ca2 可通过桥接LDL所含磷脂极性头部的磷酸基团和吸附微珠配体上的羧基及交联相邻LDL磷脂间的磷酸基团,增大LDL吸附到吸附微珠上的机率,进而提高其吸附率。用戊二醛固定化配体制成的吸附剂因表面含有更多能与LDL相互作用的基团(COOH),更有利于LDL的吸附。     

微波再生含VOCs的高聚物吸附树脂

分别采用极性、弱极性和非极性高聚物树脂作为吸附剂,苯和甲苯为吸附质,对微波再生吸附树脂的过程进行了研究,通过实验分析了吸附剂和吸附质性质对微波再生效率的影响,结果表明：对于饱和吸附挥发性有机物（VOCs）的树脂,使用微波再生法比常规的热再生法不仅有更高的脱附速率和再生率,而且微波再生的床层温度要远低于热再生的床温度,这表明微波具有选择性的特征;在微波场作用下,吸附剂床层的温升取决于所装填吸附剂的极性,极性大者,温升也较大;对于相同的吸附质,微波再生效率随吸附剂极性的增加而减小;对于相同的吸附树脂,在微波场作用下,苯比甲苯更容易脱付。     

镧氧化物/膨胀石墨复合吸附剂的制备、除磷性能及机理

为了获得除磷性能更优的吸附剂, 以负载 LaOH 的膨胀石墨(expanded graphite-LaOH, EG-LaOH)为前驱体, 分别于 340, 500 和 750 ${^\circ}$C 下焙烧制备了镧氧化物/膨胀石墨复合吸附剂 EG-LaO-340, EG-LaO-500 和 EG-LaO-750. 通过吸附动力学和等温线实验, 考察了 EG-LaO-340, EG-LaO-500 和 EG-LaO-750 的除磷性能. 结果发现, 制备温度不同对吸附剂的除磷性能影响明显, 其中 EG-LaO-340 的吸附速率和吸附容量均为最优. 通过研究热力学参数和溶液初始 pH 对吸附容量的影响, 以及扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和傅里叶变换红外(Fouier transform infrared, FTIR)光谱的分析进一步探讨了 EG-LaO-340 的除磷机理. 结果表明: 该吸附是一个能够自发进行的吸热过程; 吸附除磷主要通过静电作用、离子交换作用和路易斯酸碱作用实现.     

Application of surface plasmon resonance in screening adsorbents and explaining adsorption phenomena using model polymers

A surface plasmon resonance (SPR) technique was developed as an online screening method to identify effective adsorbents for the peptide NH₂-Cys-Thr-Trp-Trp-COOH (CW-4). To validate the SPR technique, several linear polymers containing amino acid residues were synthesized as models of their corresponding adsorbents. SPR screening of all the linear polymers demonstrated that the linear polymer containing phenylalanine residues (PPhe) exhibited the highest affinity for CW-4 among the polymers tested. In accordance with the screening results from SPR, the adsorbent containing phenylalanine (APhe) exhibited the highest adsorption capacity for CW-4. An interesting observation was that the amounts of CW-4 adsorbed on 3 adsorbents were quite small, even though both SPR and isothermal titration calorimetry (ITC) experiments indicated the presence of interactions between CW-4 and the three polymers. A kinetic analysis performed using SPR technology suggested such a phenomenon was ascribed to the poor stability of the CW-4/polymer complexes; that is, CW-4 associates with the polymers quickly, but it also dissociated quickly. The combined results suggested that SPR was a promising tool to identify the optimal adsorbent for peptides, analyze the interactions contributing to adsorption and explain adsorption phenomena using polymer models.     

浸泡法制备吸附制冷用复合吸附剂

以分子筛为基材通过浸泡CaCl2和SrCl2溶液的方法制备复合吸附剂.在模拟制冷条件下,对以不同浓度溶液制备的复合吸附剂的吸附、解吸性能进行了测定,并将吸附解吸性能最好的复合吸附剂在自制的模拟制冷装置上进行了制冷实验.结果表明,复合吸附剂具有良好的吸附、解吸性能,最大吸附量达51.6%,解吸率可达69.3%,在模拟制冷装置上系统的制冷系数达0.25,单位吸附剂的制冷功率为0.072 W/g,符合太阳能吸附制冷的要求.     

氯化钙复合吸附剂制冷性能的实验研究

研究与开发对环境友好的吸附式制冷工质对对节能和环保都具有重要意义.本文对以CaCl2为吸附剂,NH3为制冷剂所组成的吸附式制冷工质对的吸附性能进行了研究.针对CaCl2吸附剂颗粒强度不高、长期使用后易出现膨胀粉化、传热传质性能下降等问题,将 CaCl2分别与CaSO4、水泥按质量比4:1进行复配,并进行吸附制冷性能实验.实验表明：温度是过程的控制因素,在110℃时,CaCl2/CaSO4复合吸附剂的单位脱胶凝剂基吸附剂制冷量是CaCl2的1.325倍,是CaCl2/水泥的1.89倍.对吸附剂比表面积及孔结构表征的结果为：CaCl2 、CaCl2/CaSO4的BET比表面积分别为1.2871m2.g-1,1.9163m2.g-1;总孔容分别为0.005117cm3.g-1,0.007703cm3.g-1;平均孔径分别为8.420nm,11.521nm.实验结果表明：复合吸附剂的制冷量有较大提高、膨胀粉化程度降低、其微孔结构和比表面积保持良好.     

石墨烯气凝胶与传统香精吸附剂的对比

香精与人们的生活有着紧密的联系,具有消毒杀菌、改善环境、使人舒适的作用。香精与热、光、空气或金属污染物反应产生氧化、聚合、脱氢和热重排而导致物理化学性质发生变化,微囊包封固化或吸附剂表面吸附可以解决这些问题。石墨烯气凝胶具有较大的比表面积、柔韧性、热和化学稳定性,是目前被广泛研究的吸附剂。介绍了石墨烯气凝胶的制备方法和吸附机制,与传统吸附剂的香精吸附效果进行了比较,展望了石墨烯气凝胶在香精吸附领域的应用前景。     

用于废水中重金属吸附的核桃壳吸附剂制备方法研究进展

核桃壳因其具有木质素含量高、质地坚硬且多微孔、有巨大比表面积、产生周期短及产量大、廉价等特点,常被用作去除废水中重金属离子高效的吸附剂。以核桃壳吸附剂制备及应用于废水中重金属离子吸附研究的近5年相关文献为基础,综述了核桃壳的吸附剂的类别和制备方法的研究进展,并指出了对含重金属废水核桃壳吸附处理技术研究的挑战和工业应用的发展方向。研究结果可为核桃壳的资源化利用及工业废水的净化处理提供技术参考。