ZSM-5分子筛对Th(Ⅳ)的吸附动力学及等温线模拟研究

环境水体中放射性元素钍的污染备受关注,如何实现废水中钍的去除是近年来研究的热点。本文就Th(Ⅳ)在ZSM-5分子筛上吸附动力学及等温线研究的基础上,引入动力学及等温线模型,对吸附数据进行了拟合,获得了相应的拟合参数,探讨了Th(Ⅳ)在ZSM-5分子筛上的吸附机理。     

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%)。     

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。     

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).     

等级孔MFI分子筛的合成及高效吸附结晶紫性能研究

针对传统ZSM-5分子筛孔径小,阻碍大分子吸附的缺陷.通过水热法合成微介孔复合片状MFI分子筛(MFI),用于吸附水中结晶紫(CV)染料.MFI与ZSM-5具有相同的MFI型分子筛晶体结构.与ZSM-5相比,MFI的比表面积更大、孔容更多、平均孔径更大,有利于吸附大分子染料.然后,详细考察了溶液pH、吸附时间、染料浓度...     

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...     

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 …     

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.     

ZSM-5分子筛催化剂表面酸性的测定

本文以非水溶剂回滴法测定用稀土元素(铈、钍)和铊改性处理前后 ZSM-5分子筛催化剂表面酸度。实验结果表明:改性前后。特别是反应前后分子筛表面酸度有很大变化,从而表明,分子筛催化剂的活性与其表面酸度有着密切的联系。     

基于油水分离的ZSM-5分子筛/石英复合材料的制备研究

该文采用TEOS(正硅酸四乙酯)、Al₂(SO₄)₃·18H₂O为原料,以TPAOH为模板剂,配制ZSM-5分子筛合成液,再以石英棉为载体,改变预处理条件与反应条件,合成ZSM-5分子筛/石英棉复合材料。通过XRD、红外光谱、SEM对产物进行表征,探究分子筛的生长情况。通过油水分离实验,探究ZSM-5分子筛/石英棉复合材料的吸附性能与最适宜的油水比例。在油水质量比例为1∶1时,2%NaOH预处理石英棉后合成的ZSM-5石英棉复合材料的吸附性能最好,油水分离效率达95.92%。     

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。     

负载金属离子ZSM-5分子筛膜脱除苯并噻吩-二苯并噻吩的性能

采用水热合成法制备ZSM-5分子筛膜,并通过负载金属离子对其进行改性。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备的膜进行表征。将所制得的ZSM-5分子筛膜经过负载金属离子改性后用于模拟汽油中苯并噻吩、二苯并噻吩二元硫化物的分离,考察负载离子种类、负载离子浓度和操作温度对二元硫化物竞争吸附和渗透通量的影响,并应用软硬酸碱理论(HSAB)分析吸附能力的强弱。结果表明:当Ag+浓度为0.2 mol/L时硫化物的分离因子最高可达1.31;随着操作温度的升高,ZSM-5分子筛膜渗透通量逐渐增大而分离因子逐渐减小。     

吸附法处理制浆厂废气中的甲醇

对沸石分子筛、天然沸石、造纸厂废渣(木屑和蔗髓)吸附制浆废气中的甲醇进行初步研究,探讨吸附法处理制浆厂废气的可行性.研究吸附温度、吸附时间、甲醇浓度对ZSM-5疏水分子筛、5A分子筛和天然斜发沸石吸附甲醇的影响,探讨不同水分含量的木屑和蔗髓吸附废气中甲醇的效果.研究结果表明:ZSM-5分子筛对甲醇的吸附量最大,5A分子筛次之,天然斜发沸石最小;该3种无机吸附材料对甲醇的饱和吸附量均随吸附温度的降低而增大,随气相甲醇浓度升高而增大,但温度越高达到饱和吸附所用时间越短,40℃时ZSM-5分子筛、5A分子筛和斜发沸石的饱和吸附量分别为15.00mg/g、4.90,mg/g和2.68,mg/g.水分含量影响木屑和蔗髓吸附甲醇的性能,水分含量越高,达到吸附饱和用时越长,饱和吸附量越大;实验条件下,水分含量为59.89%,的松木木屑、55.29%,的桉木木屑和54.82%,的蔗髓分别在吸附12h、10h和5h左右达到饱和,饱和吸附量分别为16.30mg/g、12.84mg/g和13.56mg/g.造纸厂的木屑和蔗髓等废渣可先用来吸附制浆废气,然后再送废渣炉进行燃烧处理.     

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.     

超细Fe-ZSM-5分子筛的原位合成及其甲醇制丙烯性能

采用干凝胶法原位合成出颗粒粒径约为50～120 nm且含骨架杂原子的超细Fe-ZSM-5分子筛,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光光谱仪(UV-Vis)、氨的程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶吸附红外光谱(Py-FT-IR)和N₂吸附-脱附等手段对样品进行表征。结果表明：原位添加的Fe源不仅可以降低分子筛颗粒粒径,还能降低分子筛酸强度;原位合成的Fe-ZSM-5分子筛中Fe物种主要以四配位骨架Fe³⁺存在,其余以低聚的FeO_x以及Fe₂O₃颗粒存在,而浸渍法制备的Fe/ZSM-5分子筛中Fe物种主要以后2种形式存在;Fe改性调变了ZSM-5分子筛的酸性质,从而提高了MTP反应产物丙烯的选择性;与负载型Fe/ZSM-5分子筛催化剂相比,原位改性的含骨架杂原子超细Fe-ZSM-5分子筛催化剂由于具有更小的晶粒粒径和适宜的酸性质,从而进一步提高了丙烯选择性。     

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。     

原位漫反射红外光谱对N2O在分子筛上吸附的研究

基于离子交换法制备了Fe改性ZSM-5、MCM-22和Beta分子筛,原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)考察了N2O在分子筛上的吸附行为.结果表明:N2O在分子筛上的吸附强度较弱;N2O可分别吸附在分子筛表面Br(o)nsted酸中心和价键补偿Fe3 阳离子位,其中2 228 cm-1红外吸收峰归属于N2O在Br(o)nsted酸中心的吸附,2 218 cm-1红外吸收峰是Fe3 对N2O的吸附;不同构型分子筛的孔道结构不影响N2O在分子筛上的吸附.     

ZSM-5分子筛用于VOCs吸附脱除的研究进展

VOCs是PM_2.5的重要前体,但是大量来自工业源的排放使得VOCs的吸附净化亟待解决.ZSM-5分子筛作为一种常用的吸附剂,在废气的净化处理技术中有着广泛的应用.文中详细阐述了ZSM-5为基质吸附材料去除VOCs的研究进展,主要总结了ZSM-5吸附剂本身的硅铝比和孔道结构、吸附环境对VOCs吸附性能的影响,并且展望了其发展趋势.     

干胶-水蒸汽辅助晶化法合成多级孔ZSM-5分子筛

采用干胶-水蒸汽辅助晶化法,通过优化制备条件,合成了粒径约80 nm的表面多孔纳米球形ZSM-5.考察了结构导向剂质量分数、硅源、铝源、沉淀剂种类、晶核形成时间及老化温度对纳米ZSM-5晶体形貌的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N_2物理吸附-脱附及透射电子显微镜(TEM)等表征手段对合成的分子筛进行了表征.结果表明:结构导向剂的质量分数、铝源的类型和晶核形成时间均能明显影响分子筛晶体形貌;结构导向剂质量分数的降低有助于提高ZSM-5微孔结构的长程有序性;优化合成条件可制备出具有约介孔2 nm、比表面积357.1 m~2/g、由80 nm的晶粒堆积形成的多级孔ZSM-5分子筛材料.     

硅铝比对ZSM-5分子筛膜晶体形貌及其脱硫性能的影响

采用二次水热合成法合成ZSM-5分子筛膜,并用Co~(2+)进行改性。考察合成液中SiO_2与Al_2O_3摩尔比(硅铝比,25~250)对ZSM-5分子筛膜晶体形貌的影响。分别采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对不同硅铝比的ZSM-5分子筛膜进行表征,以噻吩(TP)、苯并噻吩(BT)的模拟汽油测试分子筛膜的脱硫效果。结果表明:随着硅铝比的增大,ZSM-5分子筛膜的颗粒形貌逐渐规整,致密度及完整性越好;但硅铝比较大时,膜颗粒形貌不固定,较致密的分子筛膜无法进行脱硫实验。在硅铝比为100时,ZSM-5分子筛膜颗粒形状趋于规整,晶粒比较均匀,晶粒间互锁生长良好且对噻吩的脱硫率达到45%;TP-BT双组分硫化物脱硫率高于单组分;Co~(2+)改性后的ZSM-5分子筛膜脱除噻吩的效果优于未改性的分子筛膜,脱硫率达到62%。