层厚法在分子筛催化剂研究中的应用

在催化剂物理吸附的研究中,由于受Keluin公式应用的限制,当多孔物质的孔径小于15A时就无法用传统的等温线方法处理数据。具有均一微孔结构(一般小于10A)的分子筛就属于这一类物质。 1964年起荷兰J.H.de Boer等人以及其后美国的K.S.W.Sing等发展的层厚法,能够使吸附过程中的微孔充填,过渡孔的多分子吸附以及毛细凝聚现象由层厚图上清晰地反映出来。特别对微孔物质可从层厚图上定量地求出微孔体积。R.L.Mieville据此研究了有硅胶存在时沸石分子筛微孔体积的测定,Marvin F.LJohnson用层厚法根据催化剂中沸石分子筛的面积测定微孔物质的含量,从而为研究     

基于氮磷废水处理的沸石多孔吸附材料制备

以改性沸石粉体为原料,采用添加黏结剂和造孔剂方法制备多孔颗粒沸石,重点研究了黏结剂种类、用量、造孔剂种类和用量,水添加量等对颗粒沸石散失率及吸附氨氮、磷酸盐性能的影响.结果表明:聚乙烯醇(PVA)黏结效果优于水泥和羧甲基纤维素钠(CMC),造孔剂碳酸氢钠相比较活性炭效果更佳.扫描电镜(SEM)结果发现添加碳酸氢钠后,颗粒沸石孔径增大,孔隙结构得到明显改善.在改性沸石粉体中添加1.2%PVA、4%碳酸氢钠、40%水制备所得颗粒型沸石散失率为0,且具有较高氮磷吸附性能,对水中氨氮、磷酸盐的去除率高达88.55%和83.11%.吸附动力学实验表明,多孔颗粒型沸石对氮磷的吸附更加符合拟二级动力学模型.     

煤焦孔隙结构的表征及分析方法的构建

为建立能真实反映煤焦比表面积和孔隙结构的分析方法,分别以N2、Ar和CO2作为吸附质测定淮南煤焦的吸附等温线,并采用多层吸附模型(BET)、孔径分布模型(BJH)和非定域密度函数理论(NLDFT)模型计算煤焦的比表面积和孔隙结构。结果表明:淮南煤焦含有连续分布的微孔和介孔,孔形以狭缝形孔和一端封闭的盲孔为主。由于四极矩的存在导致以N2为吸附质时测得的吸附量、比表面积和孔容较Ar大;BET模型主要用于介孔材料孔结构的分析,用于样品中的微孔分析时,其分析表面积偏小。表征多孔碳材料,特别是含有复杂无序的孔隙结构的物质时,一种较为合适的方法是:首先,以Ar作为吸附质,判断煤焦中介孔的孔形及孔径分布,并采用NLDFT模型对煤焦在介孔范围内的比表面积和孔体积进行计算;然后,以CO2作吸附质对煤焦的微孔进行分析,通过NLDFT模型获取煤焦微孔范围内的比表面积和孔结构等参数。     

沸石分子筛材料中次级孔的研究——Ⅰ.晶粒内次级孔与晶粒当量直径

用Micromeritics ASAP 2400仪对多种沸石分子筛材料进行了低温氮吸附等温线的测定。通过BJH法和MP法的孔分布计算表明,可以用2.0nm(BJH法)或1.5nm(MP法)作为区分沸石晶体骨架结构中的微孔和次级孔的孔径界限值。对四种具有相近晶粒外形尺寸的Y型沸石样品的测定和MP法的计算表明,它们在1.6～2.4nm范围内分别有0.0035,0.0381,0.101和0.184mL/g次级孔,这种显著差别说明沸石中存在着晶粒内次级孔。在沸石晶体骨架结构微孔中的内扩散起控制作用的场合,可采用与球形颗粒比表面积相当的晶粒当量直径来反映晶内扩散时从中心到边缘的平均距离。上述四种样品的晶粒当量直径分别为0.66,0.085,0.037和0.023μm。     

多孔羟基磷灰石生物陶瓷的研究现状与进展

羟基磷灰石生物陶瓷与人体的无机组成和晶体结构相似 ,具有良好的生物活性和生物相容性 .多孔羟基磷灰石生物陶瓷 ,其相互连通的微孔有利于组织液的微循环并为羟基磷灰石深部的新生骨提供营养 ,促进纤维组织和新生骨的结合和生长 ,是一种性能优异的硬骨组织替代材料 .近年来 ,发明了一系列制备多孔羟基磷灰石陶瓷的方法 ,如有机泡沫浸渍法、添加造孔剂法、快速成型法等 .对于多孔羟基磷灰石生物陶瓷的研究 ,注重研究孔尺寸对多孔体与组织之间相互关系的影响 ,并逐步实现了对多孔体孔径的控制 .本文综述了多孔羟基磷灰石生物陶瓷的制备工艺、生物特性和发展趋势 .     

改性Y型分子筛的微孔结构分析

对六种不同性质的Y型沸石分子筛进行了吸附等温线的测定,对等温线的脱附支数据进行了微孔分析的计算。对相对压力P/P_0≥0.3(孔径r>1.5mm)段,可采用BJH法计算中孔孔径分布;对P/P_0≤0.3段,可采用MMP法计算微孔孔径分布。在MMP法中引入了N_2分子平均单层厚度t_m,减少了计算结果的波动。研究表明,HY具有r=1.5～2.4nm的二次孔,用EDTA和(NH_4)_2SiF_6脱铝的Y型沸石,具有更多更宽分布的二次孔,超稳Y的二次孔一直延伸到r>5nm。     

高内相乳液模板法制备石墨烯/聚苯乙烯多孔复合材料

基于高内相乳液模板法制备的多孔复合材料具有可控的孔结构、比表面积大、吸附效率高等优点.以苯乙烯(St)为单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,选用石墨烯纳米粒子和Span 80协同稳定乳液,通过高内相乳液模板法制备得到具有一定机械强度的石墨烯/聚苯乙烯(PS)多孔复合材料,并对该多孔材料的形貌与性能进行表征.结果表明:通过高内相乳液模板法制备得到的石墨烯/PS多孔复合材料的孔径大小为5～10μm,且随着石墨烯含量的增加,孔径有明显的变大趋势;当石墨烯/苯乙烯质量比为0.2/100时,机械性能最优,压缩强度最大可达4.09 MPa.通过对石墨烯纳米粒子添加量的调整,可实现对复合材料孔结构和机械性能的调控.该多孔复合材料可吸附多种有机物,其中对氯仿的最大吸附量可达到自重的16倍,是一种有效的吸附分离材料.     

下寺湾地区延长组陆相页岩孔隙特征及影响因素

鄂尔多斯盆地下寺湾地区陆相页岩孔隙类型多样,微观非均质性强,为研究该区延长组长7陆相页岩储层孔隙特征,文中通过岩心描述、薄片观察、场发射扫描电镜等直接观察技术手段,结合气体吸附、核磁共振等实测分析技术,对陆相页岩的孔隙类型、大小分布进行研究。研究结果表明:长7页岩孔隙类型包括无机粒间孔、无机粒内孔和有机孔3大类及残余粒间孔、溶蚀粒间孔、碎屑与黏土粒间孔、溶蚀粒内孔、黏土矿物晶间微孔、有机孔、微裂缝7个亚类。页岩孔径从0.3 nm至15μm范围内均发育,孔径100 nm以下的微孔,以有机孔和黏土矿物晶间孔隙为主,占总孔孔体积的41%～73%;孔径大于5μm的孔隙,以溶蚀孔隙为主,占总孔孔体积的25%～55%,页岩中的孔体积主要是由大孔和微孔贡献最大,成因以溶蚀孔和有机孔为主。分析孔隙发育影响因素可知:长7页岩中大孔(孔径 10μm)孔隙体积与黏土矿物(25%～60%)、方解石含量(0.6%～2.7%)具有负相关关系,黏土矿物和方解石含量的增加占据粒间孔隙空间,大孔孔隙体积与斜长石、石英含量具有正相关关系,微孔(孔径100 nm)的体积与黏土矿物含量具有正相关性。有机质含量和热演化程度是控制有机孔体积的主要因素,在低热演化背景下(Tmax460℃),有机孔体积随热成熟度增大而增高。     

利用77 K下N2吸附等温线表征碳纳米材料的微观结构

以N2在77K下的吸附等温线为基础,利用BJH(Barrett-Joyner-Halenda)和Stoeckli方法来确定几种碳纳米纤维中中孔和微孔的孔径分布.分析结果表明,研究中的几种碳纳米纤维均存在大量20 nm左右的中孔,这与样品FESEM图的目测结果一致;测试相对压力范围(0.01～0.99)内的吸附数据呈现中孔吸附的特征,仅能采用BJH方法获得中孔的孔径分布;若采用Stoeckli方法确定微孔孔径分布,则必须采集更低相对压力(＜0.01)下的吸附数据.计算所得到的微孔容积只占孔总容积的很少部分.     

丝光沸石对水和苯的吸附

用真空重量法测定了自制的丝光沸石对水和苯蒸气的吸附等温线,讨论了Langmuir、B.E.T.理论及微孔体积填充理论(TVFM)对丝光沸石-水体系的适用性及微孔吸附的物理模型,验证了用Pickett方程形式及TVFM原理描述沸石-蒸气体系吸附平衡和表征孔结构参数的方法。     

聚噻吩咔唑共轭微孔聚合物CO2吸附性能研究

大气中二氧化碳的增加会导致地球表面升温,解决二氧化碳的温室效应迫在眉睫.共轭微孔聚合物(CMPs)是一种具有微孔或介孔结构的新型多孔有机材料,由于CMPs结构可调谐性、高表面积和优异的稳定性,CMPs已成为吸附二氧化碳的明星材料.根据已有的经验,网络结构中的极性单元有利于CO_2吸附性能的提高.因此,提出了一种基于噻吩和咔唑两种极性结构单元共聚获得共轭微孔聚合物(CMPs)SN@CMP-1-7的设计策略,探讨多孔骨架与CO_2吸附之间的协同作用.研究结果表明SN@CMP-6在0.105 MPa和273 K下表现出较高的CO_2吸附性能,为86.46 cm~3·g~(-1).另外,所有共聚物均表现出较高的CO_2吸附选择性,为V(CO_2)/V(N_2)(22.6～61.5)和V(CO_2)/V(CH_4)(4.5～7.7).     

碱处理法制备微孔-介孔ZSM-5分子筛及其在苯酚叔丁醇烷基化反应中的应用

首先,以微孔结构的ZSM-5沸石为前驱物,经碱液处理不同时间后与介孔模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合,水热处理后制备微孔-介孔ZSM-5分子筛,并用X射线衍射(XRD)、Fourier变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附和透射电镜(TEM)等方法表征微孔-介孔ZSM-5分子筛的理化性质.其次,将微孔-介孔ZSM-5分子筛作为苯酚叔丁醇烷基化反应的催化剂,利用苯酚转化率与2,4-二叔丁基苯酚的选择性测试所得材料的催化性能.结果表明:碱处理1h可获得微孔和介孔复合较好的ZSM-5,且该催化剂具有较好的苯酚叔丁基化催化性能,苯酚的转化率最高为86.2%,大分子2,4-二叔丁基苯酚的选择性可达57.9%.     

沸石基介孔分子筛的制备及其去除四环素的效能

将不同质量分数的沸石A前驱体引入介孔分子筛MCM-41,制备出沸石基介孔分子筛(n)A-MCM-41,用于去除水中的四环素.表征结果表明当引入沸石A前驱体的质量分数不超过1.0%时,介孔结构仍然保留,但是比表面积和孔径却因孔堵塞而变小.当沸石A的质量分数为1.0%时,(1.0)A-MCM-41对四环素的吸附容量最大,是419.4 mg/g.与其他的吸附剂相比,(1.0)A-MCM-41在吸附容量方面具有很大的优势.在pH为酸性和中性的条件下,(n)A-MCM-41对四环素的吸附性能较好.四环素吸附等温线符合Langmuir等温模型.(n)A-MCM-41是通过离子交换反应和静电引力共同作用实现对四环素的吸附.     

多功能泡沫Ti-Al金属间化合物材料的制备工艺研究

在粉末烧结的基础上利用化学反应造孔和物理占位造孔这两种成孔机制,制备出新型多功能Ti-Al金属间化合物多孔材料。新型Ti-Al多孔材料含有微观孔(孔径尺寸微米量级)和宏观孔(孔径尺寸毫米量级)两种类型孔,具有良好的通孔性。     

有序介孔碳材料的研究进展简述

有序介孔碳材料(OMCs)是指孔径在2~50 nm之间的多孔碳材料,其特点是具有较大的比表面积、丰富的介观结构、均一的孔径、整齐的介孔排列、良好的导电和导热性能.因此,在催化、吸附、分离、气体储存、物质传递等方面有着广泛的应用.目前为止,有序介孔碳材料的研究已在多方面有所突破:利用多种方法,能够合成稳定的高度有序介孔碳材料;通过改变反应条件,如反应物量比、pH值等,能够调控介孔的形状、大小等;将某些原子或官能团引入材料中,能够改变其物理和化学性质,使之在应用上更具有指向性.本文对有序介孔碳材料的研究进展进行了简述,包括其合成、表征、改性和应用等几个方面,同时,对其发展前景也进行了展望.     

微孔-大孔双孔结构β沸石材料的构筑规律

以聚苯乙烯小球（PS）为模板，纳米沸石为基元构件，采用受限空间和吸附沉降自组装法，在密堆积的聚苯乙烯小球间隙里组装纳米β沸石，高温焙烧除去PS模板后得到具有微孔－大孔双孔结构的β沸石多级孔材料。并考察了几何因素、化学因素以及浓度因素在受限空间自组装法中对制备规整有序大孔材料的影响。     

用于药物递送和癌症治疗的金属-有机框架材料

<正>金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料,是由有机功能配体和金属离子/离子簇通过配位键自组装形成的一类多孔有机-无机杂化聚合物材料。通过调节金属离子的种类并与丰富的有机配体进行组合,可以很容易地获得数以万计的孔隙从微孔、中孔到大孔的具有不同刚性骨架的MOFs。自2006年Férey等人首次报道了两种刚性铬基MOFs(MIL-100和MIL-101)用于布洛芬药物的递送以来(Angew. Chem. Int.Ed., 2006, 45, 5974),     

人造沸石吸附解吸NH4+特征

为寻求具有直接吸附缓释效应的环境材料,首先通过对比三种沸石对氨氮的吸附动力学行为,研究沸石吸附解吸机理,然后应用等温吸附研究沸石等温吸附特征,再结合电镜扫描、比表面积和孔径分析,采用动力吸附和等温吸附实验,研究人造沸石吸附氨氮机理以及沸石结构对其吸附性能的影响.结果表明,沸石对NH_4~+的吸附动力学行为符合伪二级动力学方程,NH_4~+浓度为400 mg·L~(-1)时,三种沸石吸附量相差倍数最大,AZ吸附量分别是MO和CL的2.83倍和4.07倍;Freundlich方程能很好地模拟人造沸石对氨氮的吸附过程,吸附强度值大于天然沸石.     

富氧条件下NO_x的选择催化还原:载体与活性组分的影响

考察了不同载体 ,如微孔沸石 P、ZSM- 5和 Beta,中孔材料 MCM- 41以及 γ- Al2 O3 等负载Co催化剂在富氧条件下对丙烷选择性催化 NOx 还原的活性 .用 N2 吸附等温线、程序升温还原( TPR)及 X光光电子能谱 ( XPS)等方法表征了载体的孔结构和 Co的化学态并与反应活性关联 .结果表明 :载体的结构和孔道以及 Co组分的化学态决定了 NOx 选择催化还原活性 ,催化剂对 NOx催化转化活性次序如下 :Co/Beta>Co/ZSM- 5 Co/P≌ Co/γ- Al2 O3 >Co/MCM- 41 ,适宜的孔径以及保持 Co组分在孔道内为 Co2 + 结构是 Co/Beta活性最高的主要原因     

负载Pd/Cu活性碳纤维的孔结构研究

采用吸附仪测定了所制负载金属活性碳纤维的吸附等温线 ,然后用不同理论方法对孔径分布进行表征分析。结果表明负载Pd Cu的活性碳纤维仍以微孔为主 ,微孔孔径呈单分布。随着活性碳纤维负载Pd Cu量的增加 ,中孔孔容增大 ,纤维孔径分布曲线的举点 (峰值 )位置略有增加 ,平均微孔孔径增大 ,但负载量在 10 %以内时最大微孔孔容和BET比表面积下降。负载Pd Cu活性碳纤维的孔结构特征与催化反应性能有密切联系