活性炭吸附二氧化碳性能的研究

采用常压流动吸附法研究了活性炭吸附剂在二氧化碳/氮气体系中对二氧化碳的动态吸附性能,比较了其吸附量、吸附穿透曲线和吸附性能的差异,研究了活性炭的比表面积、孔径分布及表面官能团对其二氧化碳吸附性能的影响。结果表明,原料煤的性质影响活性炭对二氧化碳的吸附性能;二氧化碳的吸附量与吸附剂的比表面积、孔径分布有关,但孔径分布是主要的因素。吸附剂的孔径分布在0.5～1.7nm范围内时,有利于对二氧化碳的吸附;经多次循环吸脱附后,吸附剂对二氧化碳的吸附量略有减小并达到恒定值,孔容小和孔径分布窄的吸附剂的吸附量衰减较快。     

能源可持续发展的CO2捕集和利用的新方法

概述了与能源利用相关的CO2捕集、分离、转化和利用,认为二氧化碳的捕集和分离技术是实现能源系统中二氧化碳减排的关键.美国能源部的研究表明,目前利用醇胺溶液吸收二氧化碳的商业化技术能耗很高,占分离二氧化碳费用的三分之二.本文介绍一种新的设计理念"分子筐(MBS)",即采用固体吸附剂作为捕集和分离二氧化碳的新途径."分子筐"二氧化碳吸附剂是一种纳米多孔吸附剂,具有从混合气体中高选择性、高效吸收二氧化碳的能力.例如,由有机高分子复合材料和介孔分子筛如MCM-41和SBA-15组成的纳米多孔材料就是一种"分子筐"二氧化碳吸附剂.MBS吸附剂可以实现常压、20～100℃条件下、烟道气和其他气体中二氧化碳的高选择性、高效脱除.MCM-41和SBA-15分子筛孔道中加入PEI后其二氧化碳吸附能力和分离选择性大幅提高,用这种方法得到的吸附剂对二氧化碳来说像一个"分子筐".模拟烟道气组成条件下,测定湿度对二氧化碳吸附分离性能的影响,发现MCM-41-PEI吸附剂对湿烟道气中二氧化碳的吸附能力强于干烟道气.二氧化碳的捕集过程简易,吸附剂的再生只需使用气体吹扫或75～100℃的真空即可实现.循环实验表明MBS-CO2吸附剂具有优异的再生性能及稳定性.使用MBS吸附剂,从烟道气中捕集二氧化碳可自由选择溶剂,使吸附系统更加高效、经济、环境友好."分子筐"二氧化碳吸附剂的研究思路亦可用于混合气体中H2S的分离及CO2、H2S的同时分离.本文亦通过分析表征手段对"分子筐"二氧化碳新型吸附剂的工作原理进行了探讨,也对二氧化碳的利用及转化为液体燃料的途径进行了讨论.     

锂吸附剂失活机理及再生工艺研究

对工业装置中的吸附剂中毒机理进行了分析,并对中毒后吸附性能的再生开展了研究。通过X射线能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等表征手段分析了吸附剂中毒机理,发现传质孔道被含镁沉积物堵塞是吸附剂中毒的主要原因,导致传质面积降低,进而影响吸附容量。在此基础上,研究了多种吸附剂的再生工艺,并对铵盐再生工艺进行了优化。结果表明：当铵盐处理液质量浓度为0.6 g·L^-1、恢复时间为97.6 h时,能满足工业生产的处理要求。     

助剂对分子筛吸附性能的影响

对在成型过程中引入助剂的分子筛吸附剂进行了研究。通过考察分子筛吸附剂对正己烷、一氧化碳的吸附容量，解吸再生性能及一氧化碳与氮气的吸附分离效率，发现助剂量的改变就能够在一定范围内调节分子筛吸附剂的吸附分离性能，这对工业用新吸附剂的研究和开发将具有重要意义。     

液相吸附法脱除焦化苯中的噻吩

本文研究了应用吸附剂直接从焦化苯中吸附脱除微量噻吩的焦化苯精制工艺 ,实验结果表明改性 ZSM- 5分子筛具有最好的吸附效果 ,其吸附容量可达 8.9mg/g吸附剂以上。同时研究了操作条件对吸附过程的影响 ,升高温度有利于提高吸附容量和吸附速度 ,减小吸附剂颗粒大小可以显著提高吸附速度 ,但吸附剂内含水会显著降低吸附剂的吸附性能。该吸附剂可以通过高温水蒸汽吹扫再生     

载Ca磁性碳纳米管的预超声微波再生研究

碳纳米管是新型的吸附剂,腐殖酸去除是饮用水处理的难点。在已开发出对水中腐殖酸具有良好吸附去除性能的载Ca磁性碳纳米管的基础上,为减少吸附剂应用成本,以超声预处理结合微波再生吸附剂。研究各再生条件对再生效果的影响,并对再生条件进行优化,对吸附剂及再生后的形貌、结构进行表征,考察再生对吸附剂的影响。结果表明,超声预处理结合微波对吸附腐殖酸的载Ca磁性碳纳米管具有较好的再生效果。超声时间对再生效果没有影响。再生率随微波功率的增大稍有增大,吸附剂溶液的溶剂量少则较快达到较高的再生率。再生率随着吸附剂质量增大而下降,但当吸附剂浓度高到125 g/L时再生效果仍保持良好。正交试验得到影响再生效果因素从大到小依次为吸附剂质量微波时间溶剂量微波功率。在最佳再生条件下,再生率为100.14%。吸附剂经吸附—再生循环5次后再生率仍高于98%。再生后吸附剂比表面积有所上升,磁强略有下降,吸附质腐殖酸被降解,是载Ca磁性碳纳米管吸附腐殖酸的经济高效环保再生方法,具有应用前景。     

密闭空间净化二氧化碳的实验研究

研究了不同化学吸附剂在密闭空间去除二氧化碳的效果.结果表明,反应塔高径比对氢氧化钙、钠石灰吸附二氧化碳有较明显的影响,对氢氧化锂吸附二氧化碳影响不显著.三种吸附剂的最优吸附塔高为80 mm,钠石灰去除二氧化碳的效果最好.     

壳聚糖插层膨润土的制备及其对Zn2+的吸附

以钠基膨润土为原料制备插层有机复合膨润土吸附剂.讨论表面活性剂和壳聚糖不同比例和不同的加入方式对吸附剂吸附性能的影响,探讨插层有机复合膨润土的再生方法.结果表明:表面活性剂和壳聚糖配比为2∶1时,分步合成的吸附剂吸附性能良好,当废水溶液pH为8时,吸附率达96.3%.再生后的吸附剂吸附率可达95.6%.     

钴离子改性的ZSM-5对低浓度NO吸附性能研究

利用固定吸附床研究了不同金属离子改性的ZSM分子筛对NO的吸附性能.在所用样品中,钴离子改性的ZSM-5分子筛显示出了最佳的吸附性能.其对NO吸附的穿透时间随着钴含量、铝含量、浸渍液的pH和粘合剂Al2O3用量的变化而变化,随吸附温度的升高而缩短.另外,气体中存在H2S时,样品对NO的吸附穿透时间缩短.利用热重分析方法,分析了吸附剂的热再生,证明高温加热法是一种便利的NO吸附剂再生方法.     

基于反冲洗铁泥制备的磁性吸附剂除砷及再生

为了解决除铁锰生物滤池的反冲洗铁泥作为吸附剂使用后难以收集的问题,利用溶剂热法将其制备成为一种磁性材料(magnetic powder adsorbent, MPA),考察其对As(Ⅴ)的吸附特性,结合FTIR表征明确其吸附机制,并探索吸附砷后的MPA最佳再生条件和再生后性能。研究结果表明:根据Langmuir等温吸附模型计算得到MPA在25,35和45℃下对As(Ⅴ)的吸附量分别为8.694,10.005和13.400 mg/g。MPA在吸附过程中发生专性吸附,与As(Ⅴ)形成稳定结合的内层络合物;极碱性溶液能够使吸附的砷发生解吸,以氢氧化钠溶液为再生液,其质量分数为1%时再生效果最好,温度为55℃时最有利于脱附;再生后的MPA吸附速率变快,但最终吸附量降低;3次再生后吸附量能够保持初始吸附量的71.1%,吸附剂可多次再生重复利用,且吸附性能耗竭的吸附剂能够达到直接填埋要求。     

改性壳聚糖吸附剂对水中低浓度汞的吸附

制备了几种改性壳聚糖吸附剂,通过优化试验确定了制备改性壳聚糖吸附剂的乙酸/壳聚糖浓度配比及固化碱液条件,并比较了不同吸附剂对Hg2+的吸附性能.以分子印迹法结合交联胺化改性法制备的Hg2+分子印迹改性壳聚糖吸附剂小球(P-C-CTS-ex(Hg0.3))对Hg2+具有最高的吸附容量,在低浓度Hg2+(CHg2+<40mg/L)溶液中,此吸附剂对Hg2+的吸附容量可达9.017 mg/g,比未改性壳聚糖(CTS)的吸附量高出1倍以上.研究还揭示了交联前Hg2+对壳聚糖分子中的活性氨基的保护功能及除Hg2+后的分子印迹作用.循环再生实验表明,P-C-CTS-ex(Hg0.3)经过8个循环以后的吸附容量保持稳定,颜色与外观等基本不变,重复使用性能稳定;而未改性CTS吸附剂经过"吸附-脱附-再生"8个循环后,球体积明显变小,颜色逐渐变黄,吸附容量不稳定.这表明本研究制备的Hg2+分子印迹改性壳聚糖吸附剂的吸附容量和再生性能均明显优于普通壳聚糖吸附剂,具有应用于含Hg废水处理的潜力.     

膨胀石墨对汽油吸附特性研究

以膨胀石墨和活性炭为吸附剂,汽油为吸附质,设计吸油实验,让吸附质通过装有吸附剂的吸附管柱,测定膨胀石墨的吸附性能及其再生处理方法对吸附性能的影响.实验结果表明:吸附重量比与石墨目数的关系是膨胀石墨的石墨目数越大,对油的吸附性能越强;吸附量与汽油辛烷值之间的关系是辛烷值越小,其吸油量越大;膨胀石墨再生处理方法中,真空抽滤法是一种经济、安全、有效的再生方法,可以用于油的回收及膨胀石墨的再生利用;膨胀石墨的吸油量比活性炭的吸附量高13倍左右.     

铜改性的HY分子筛吸附二苯并噻吩的动态性能

采用等体积浸渍法制备具有不同Cu担载量的CuHY分子筛。用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱(XPS)技术对吸附剂进行表征。在改进的固定床动态吸附脱硫装置上测定了CuHY吸附剂吸附模拟柴油中二苯并噻吩(DBT)的穿透曲线,并考察了外部因素对吸附剂脱硫性能的影响。采用350℃氮气吹扫的方法对吸附剂进行再生,并比较吸附剂再生前后的吸附性能。结果表明,Cu13HY吸附剂吸附性能优于其他吸附剂,其对DBT的饱和硫容为0.203 5 mmol/g。再生后的Cu13HY对DBT仍具有很好的吸附能力,其饱和硫容与新鲜吸附剂相比仅降低了3%。在改进的实验装置上能测得更为规则的脱硫穿透曲线。动态吸附脱硫的最佳操作条件为常温、常压、液体流速1.0 mL/min。     

改性柿子粉吸附剂对Cd2+的吸附性能

以柿子粉为基体,经丙酮和硫酸缩合改性处理制备柿子生物吸附剂,并对柿子生物吸附剂和原始柿子粉进行红外光谱分析,考察柿子生物吸附剂吸附Cd2+的影响因素如初始pH、温度、时间等,研究吸附动力学、等温吸附模型以及吸附剂的循环再生性能.研究结果表明:改性处理增加了对重金属离子有吸附作用的活性官能团数目并降低了柿子粉的水溶性;柿子生物吸附剂对Cd2+的吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述;吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程;改性柿子生物吸附剂对Cd2+的最大吸附量为82.78 mg/g.     

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。     

介孔吸附剂SiO2-TiO2的合成及其水蒸气吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备介孔吸附剂SiO2-TiO2,通过N2吸附-脱附等温线和透射电镜对SiO2-TiO2的结构及形貌进行表征,考察钛掺杂硅胶中钛含量对硅胶结构的影响.用动态水蒸气吸附分析仪研究SiO2-TiO2吸附剂对水蒸气的吸附和再生性能,并通过程序升温脱附测试估算了饱和吸附水的脱附活化能;最后采用Frenkel-Halsey-Hill模型分析吸附剂的粗糙程度及孔径分布范围.结果表明,随着钛/硅摩尔比的减小,材料的比表面积增大,孔径分布变窄,平均孔径减小,吸附水的脱附活化能降低,且吸附剂再生温度低,在低相对湿度即30％以下时的水蒸气吸附性能较MCM-41型二氧化硅强.     

除湿空调用高效吸附剂的特性研究

对自制吸附剂(DH-50,DH-70)、硅胶和13x的除湿制冷性能进行了实验研究.测定了DH-50和DH-70吸附剂的吸附等温线;对DH-50、DH-70、硅胶和13x用于除湿制冷(空调)过程的动态特性进行了研究;讨论了吸附量、空气湿度、再生温度、制冷量和单位质量吸附剂的制冷功率对固体除湿空调系统的影响.结果表明DH-50和DH-70的除湿制冷性能明显优于常规吸附剂(硅胶和13x).DH-50和DH-70吸附剂的最大平衡吸附量分别为0.721kg/kg和0.736kg/kg;在100℃条件下再生,DH-70吸附剂的除湿制冷量是硅胶的2.2倍,单位质量吸附剂的制冷功率是硅胶1.9倍;在较高再生温度(200～250℃)下,DH-50吸附剂的除湿制冷量是13x的1.3倍,单位质量DH-70吸附剂的制冷功率是13x的2.2倍.DH-50和DH-70吸附剂具有较宽的温度使用范围,既适用于以低位热源驱动的除湿制冷系统,也可用于利用汽车尾气(300～500℃)等较高温度热源的场合.     

耐盐性层析吸附剂的制备及性能

以再生纤维素钛白粉复合微球作层析基质,经环氧活化后实施两步功能基化反应,同时引入疏水基团和离子交换基团,制备了一种耐盐性层析吸附剂。其蛋白质吸附性能研究表明:吸附剂的吸附能力不依赖于盐浓度,对含有0.25 m o l/L N aC l的蛋白质溶液的平衡吸附容量分别为:牛血清白蛋白27 m g/mL,溶菌酶40 m g/mL。     

新型炭基固体胺吸附剂孔结构对CO2吸附行为影响及其机理研究

<正>1研究意义化石燃料燃烧排放的CO2是造成全球气候变暖的最主要原因,其贡献率已超过60%。在烟气脱硫脱硝系统后增设脱碳装置,捕集分离烟气中二氧化碳,被广泛认为是短期内实现二氧化碳减排的最有效的方法之一。与吸收法烟气脱碳技术相比,吸附法技术能显著降低再生能耗,同时能避免设备腐蚀等问题。然而,实际烟气流量大、CO2浓度低且成分复杂,对CO2吸附剂的吸附容量、吸附速率、选择性、化学稳定性等提出了巨大     

合成树脂脱除水体中可溶性有机物和阴离子的研究

本文研究并确定了大孔弱碱性阴离子交换树脂对电镀废水中可溶性有机物和各种阴离子的双重脱除能力,对影响脱除效果的诸因素进行了初步探讨;对负载树脂的再生提出了混液—苛性碱逆流再生枝术;对再生废液的处置采取了廉价碳质吸附剂吸附,然后达标排放的对策。研究结果表明,经合成树脂吸附后,水体中百分之八十以上的阴离子和几乎全部可被测定的可溶性有机物被除去。经检验,净化水纯度超过电镀工艺对水质的要求。经工业性放大试验考核,充分肯定了它在工业应用上的价值。