热处理对多壁碳纳米管储氢性能的影响

文章采用容量法测量在常温下压力升高到10 MPa时,多壁碳纳米管的吸附储氢性能,分析了热处理对碳纳米管的结构和吸附储氢量的影响。采用透射电镜(TEM)、激光拉曼光谱(Raman)和低温N2吸附(BET)对碳纳米管的微观结构进行表征。结果发现,热处理能明显地提高碳纳米管的石墨化程度,热处理后碳纳米管的质量储氢容量从原来的1.90%升高到2.17%。     

十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物的制备及NO吸附性能

为制备在室温下对NO吸附性能优异的材料,采用十六烷基胺并通过化学缩合的方法对多壁碳纳米管进行了修饰,制备了十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物,并分别采用TG-DSC,XRD,FT-IR,Raman,SEM等技术对所制备的复合物进行了表征.研究表明:十六烷基胺通过酰胺键修饰在多壁碳纳米管表面,经十六烷基胺修饰的碳纳米管结构基本没有发生变化.原位TG-MS结果表明:在室温下,经十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管的NO吸附量是纯碳纳米管的8.58倍,其选择性吸附NO能力较纯碳纳米管明显提高.原因是十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管n型电导能力增强,而使受电子体NO分子易与修饰的碳纳米管作用并发生化学吸附.     

H2在金属钾修饰碳纳米管上的吸附与储存

利用高压容积法、辅以卸压升温脱附排水法,测定金属钾修饰多壁碳纳米管(K~0-MWCNTs)对H_2的吸附储存容量。结果表明,在室温(～25℃)、～7.25MPa实验条件下其对氢的吸附储存容量可达3.80％(质量百分数);室温下卸至常压的脱附氢量为3.36％(占总吸附氢量的～89％),后续升温(升至673K)的脱附氢量为0.41％(占总吸附氢量的～11％)。     

碳系材料对水中三氯生和萘普生的吸附性能

通过序批试验研究3种碳系材料对三氯生和萘普生的吸附性能,同时考察p H和离子强度对吸附效果的影响。研究结果表明:3种碳系材料的吸附能力从大至小的活性炭纤维、颗粒活性炭、多壁碳纳米管。拟二级动力学模型更适合描述3种碳基材料对三氯生和萘普生的吸附过程。Langmuir模型能够更准确地拟合三氯生和萘普生在3种碳系材料表面的吸附。3种碳系材料的吸附性能随着p H升高而降低。由于静电作用和盐析效应,活性炭纤维和颗粒活性炭的吸附量随着离子强度的增强而增大;而团聚作用则使多壁碳纳米管对三氯生的吸附量降低。     

多壁碳纳米管对异甘草素和甘草素的选择性吸附

利用结构相似的异甘草素和甘草素在多壁碳纳米管(MWNTs)上的吸附差别研究了MWNTs的吸附选择性,通过吸附速率试验和等温吸附试验比较了MWNTs对异甘草素和甘草素吸附能力。结果显示,异甘草素和甘草素在MWNTs上的吸附行为符合Langmuir模型,接近于均匀表面上的单层吸附;MWNTs对异甘草素的吸附能力强于对甘草素的吸附。结果表明:多壁碳纳米管对结构相似的异甘草素和甘草素的吸附具有选择性。     

低压下碳纳米管悬浮液的池内沸腾换热特性实验研究

以水一多壁碳纳米管(MWNT)组成的纳米悬浮液为工质,在不同运行压力和不同悬浮液质量分数下对平板上碳纳米悬浮液的池内沸腾换热特性以及临界热流密度(CHF)进行了实验研究.结果表明:压力对沸腾换热系数和CHF有强烈影响,沸腾换热系数强化效率和CHF强化效率随压力降低而大幅度增加;碳纳米管悬浮液质量分数对沸腾换热系数和CHF也有重要影响,存在着一个最佳质量分数对应最大换热系数强化效率,该最佳质量分数为2.0%.研究证明,以水-多壁碳纳米管组成的纳米悬浮液可以明显地强化低压条件下池内沸腾换热特性.     

原位漫反射红外光谱研究CO、CO2在Rh-Mn-Li/SiO2催化剂上的化学吸附

在温度25~300℃和压力0.1~3.0 MPa范围内,利用原位漫反射红外光谱法研究了CO和CO2在Rh-Mn-Li/SiO2催化剂上的化学吸附。在0.1 MPa和25℃时CO在该催化剂上存在线式、孪生和桥式吸附,以桥式吸附为主,3种吸附均能快速达到吸附平衡。压力保持0.1 MPa,温度由25℃升至300℃时,线式比桥式先脱附,至265℃时,3种吸附基本脱附完全;当温度维持205℃不变而压力逐步由0.1升至3.0 MPa时,线式吸附增量较少,桥式吸附增量较多;CO2在0.1 MPa,25℃时就能发生快速的解离吸附,即CO2→CO O,其吸附行为表现为CO的线式吸附,但吸附峰与纯CO吸附时不同;当温度稳定在25℃而压力逐步升至2.5 MPa时,不仅CO2吸附量增大,而且其2052 cm-1吸附峰有向高波数移动的趋势。     

钾掺杂单壁碳纳米管吸附CO_2气体的Monte Carlo模拟研究

减少化工企业对大气层的二氧化碳(CO_2)排放量以避免温室效应仍然是当前环境保护的重要任务之一.为促进研发储存和分离CO_2的纳米材料,采用巨正则蒙特卡洛(Monte Carlo)方法模拟了温度为300K时一系列压强下CO_2气体在不同类型的钾掺杂单壁碳纳米管中的吸附情况.结果表明:碱金属钾的掺杂可以在一定条件下显著提高碳纳米管对CO_2气体的吸附能力.由等温吸附曲线和吸附热曲线可知,多数情况下钾原子的掺杂量越大、钾原子嵌入管壁越深,则吸附能力越强.然而必须注意,某一压强下钾掺杂碳纳米管对CO_2气体的吸附量不仅受纳米管和气体分子之间的作用力强度的影响,还取决于吸附空间的大小;特定压强下的吸附量是这两种因素综合作用的结果.     

碳纳米管负载离子液体对铜离子吸附研究

采用浸渍法将手性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑L-酒石酸盐(EMIML-Tar)负载到羧基化多壁碳纳米管(CNTs)上,对水溶液中Cu~(2+)进行吸附,考察了离子液体加入量、EMIML-Tar/CNTs吸附剂用量、Cu~(2+)初始浓度、pH、吸附温度、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明,负载离子液体后能显著提高多壁碳纳米管对Cu~(2+)的吸附能力,当Cu~(2+)初始浓度为20 mg/L,吸附剂用量为25 mg,溶液pH为6.0,吸附温度为298 K,吸附时间为30 min时,EMIML-Tar/CNTs吸附剂对Cu~(2+)去除率达96%,吸附量为19.19 mg/g。应用2种动力学模型对吸附过程进行拟合,结果表明吸附过程可以很好地用准一级动力学方程描述。     

碳纳米管吸附还原溴酸盐研究

以单壁碳纳米管(single walled carbon nanotubes,SWCNTs)和多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)作为原料,经过硝酸处理后分别在800℃、950℃和1100℃下焙烧得到S-800、S-950、S-1100、M-800、M-950和M-1100系列吸附材料.测试其对饮用水中溴酸盐的吸附性能,结果发现反应48h后单壁碳纳米管对0.5mg·L~(-1)、1.0mg·L~(-1)和5.0mg·L~(-1)溴酸盐去除率高于多壁碳纳米管;随着焙烧温度升高,碳纳米管对溴酸盐的去除率显著增强.此外还发现,经过4次循环使用后碳纳米管去除溴酸盐的效率无明显降低.为了探讨碳纳米管对溴酸盐的吸附去除机制,对制备的材料进行了氮气吸脱附Brunauer-Emmett-Teller(BET)、Transmission electron microscopy(TEM)、X-ray diffraction(XRD)、Raman spectroscopy(Raman)、X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)、Zeta电位等性质表征.结果发现反应过后碳纳米管表面氧元素含量显著增加,通过不同温度焙烧得到的材料其等电点也有显著差异.     

钢渣滤料对磷的吸附动力学和热力学

以钢渣为主要原料,添加少量粘土和造孔剂制备钢渣滤料。通过批次吸附实验,研究了钢渣滤料对废水中磷的吸附特性。结果表明,不同温度条件下钢渣滤料对磷的吸附过程均符合准二级反应动力学方程,反应的活化能〉40kJ／mol。等温吸附过程符合Langmuir方程,在20℃、30℃和40℃时的最大吸附量分别为1．166、1．826和2．422mg／g。热力学参数△G^0、△H^0和△S^0表明,该过程是自发、吸热、熵增型反应,且磷的吸附以化学吸附为主。     

温度对超临界CO_2置换CH_4的影响

为研究超临界CO_2置换CH_4过程中温度对置换效果的影响,以屯留煤样为研究对象,借助ISO-300型等温吸附仪对煤样进行了不同温度(35、45、55℃)、相同注入压力(12.7 MPa)条件下的CO_2置换解吸CH_4试验。研究结果表明:置换解吸过程中,超临界CO_2吸附相体积分数随着温度升高而增加,随压力降低而增大,CH_4吸附相体积分数呈相反变化趋势;超临界状态下,试验直接测得的气体吸附量为Gibbs吸附量,气体真实吸附量与压力之间符合Langmuir吸附曲线,且与Gibbs吸附量的差值随压力的升高而增大;试验压降范围内,温度为35℃条件时,CH_4气体单位压降解吸率最高,显示出温度接近临界温度时,超临界CO_2置换效果最佳。     

椰壳活性炭低温变压吸附天然气中CO2/CH4实验

结合天然气液化储运过程中低温与常规变压吸附（PSA）工艺,提出低温变压吸附净化天然气工艺.用椰壳活性炭对CO₂和CH₄单组份气体进行静态吸附,以及CO₂/CH₄二元混合气体动态模拟吸附分离.利用静态体积法研究-30~25 ℃,1.2~2.5 MPa下CO2和0~4 MPa下CH₄在椰壳活性炭上的吸附行为,椰壳活性炭对两者的吸附量均随温度降低而增大.动态吸附分离实验压力为0.45,0.85,1.85 MPa,随温度或压力的降低,椰壳活性炭对CO₂/CH₄二元混合气体的分离因子不断增大,温度对其影响效果大于压力的影响,且在实验温度范围内CH₄的动态吸附量呈先增大后减小的变化趋势.研究表明,椰壳活性炭对天然气脱碳具有广阔的应用前景.     

The characteristic curve of methane adsorbed on coal and its role in the coalbed methane storage research

Based on the adsorption potential theory, this paper processes and analyzes the isothermal adsorption data at different temperatures of four coal samples with different ranks. The research results indicate that the adsorption characteristic curve of methane adsorbed on the coal sample is a single curve, and the mathematical expression of the methane adsorption capacity, temperature and pressure is achieved from the characteristic curve. According to the calculating routine and method presented, the adsorption capacity at other equilibrium conditions can be calculated from the adsorption data of one temperature. The results of this paper are a significant contribution to the research on the storage mechanism of the coalbed methane.     

胶莱盆地水南组陆相页岩含气量计算

为定量表征胶莱盆地暗色泥页岩含气性,对研究区样品进行了等温吸附实验,以及吸附气、游离气含量的定性分析和定量计算,通过对吸附气、游离气含量的计算来确定其总的含气量。泥页岩等温吸附实验表明：胶莱盆地水南组暗色泥页岩有机碳含量主要集中在0.27-2.92%,最大吸附量范围为0.85-1.60m3/t,且最大吸附量与有机碳含量大致呈正比关系。对胶莱盆地进行含气量分析计算发现：各不同凹陷泥页岩含气量随着埋深的增大总体呈先逐渐增大后趋于平缓的变化趋势,且含气量主要介于0.50m3/t~1.80m3/t,其中以莱阳凹陷水南组泥页岩含气量最大,最高可达1.80m3/t,莱阳凹陷可作为将来勘探开发的首选目标区。研究表明,有机碳含量和孔隙度是影响页岩气含量最主要的两大因素,有机碳含量越高,孔隙度越大,其含气性越好;但在不同埋深下的吸附气、游离气含气量主要受地层温度和压力的影响,且两者随温度压力的变化而发生相互转化;在一定埋深下,地层中气体吸附解吸可达到一个平衡状态。     

基于分子筛13X的氢同位素分离

液氮温度下用分子筛13X在自行设计的单塔变压吸附装置上进行氢氘同位素气体的分离研究,考察了流量、压力与吸附床长度对分离效果的影响,在气体总压0.40 MPa、总流量63.86 cm3/min与吸附床长度1.0 m时氢氘分离因子可达到1.27.结合平衡吸附和动态分离之间的差异,表明吸附法能够有效分离氢同位素气体的机理是基于动力学效应.     

混凝土结构施工中采用冷却水管减少裂缝效果及机理分析

为了控制混凝土浇筑后所产生大量的水化热量,消散混凝土内部聚集的热量。采用数值模拟的方法,对混凝土内部温度较高位置添加不同距离的降温水管,将内部不易散失的热量,通过循环的水带走,减小内外温差,并结合现场试验进行论证。结果表明:在混凝土内部设置降温水管,流动的水可以带走一部分混凝土中由于水化热作用产生的热量,明显有效地降低混凝土内部的温度,减小内外温差;降温水管间距布置为1 m时混凝土最高温度为37℃左右,而间距布置为2 m时混凝土最高温度为60℃左右,前者小于后者,布置间距越小降温越明显;间距布置为1 m时的主拉应力为0.003 5 MPa小于间距布置为2 m的主拉应力2.1 MPa,且小于混凝土的极限拉应力2.0 MPa,有效的抑制混凝土中温度裂缝的产生,达到控制的目的。     

土壤及其组分对表面活性剂Tween80的吸附作用及影响因素

采用批量实验方法研究土壤及其组分对Tween80的吸附作用及影响因素, 并分析了土壤吸附Tween80的机制. 结果表明： 原土（S1和S2）和去除有机质的土壤样品（S3和S4）对Tween80吸附的热力学过程均随着平衡质量浓度的增加而增加, 并且逐渐趋于平衡; 整个吸附热力学过程更符合Langmuir模型; 土壤有机质和矿物质是吸附Tween80的重要物质, 矿物质对吸附Tween80的作用更大, 而且土壤对Tween80的吸附作用依赖于二者的结合; 土壤样品及其组分对Tween80的吸附量随着温度和初始质量浓度的增加而增加, 随着pH值的升高而降低; 土壤及其组分对Tween80的吸附能力及其在同一条件下的吸附量大小为S4>S3>S1>S2.     

焙烧对粉煤灰孔径分布及吸附性能的影响

为研究粉煤灰的活化性能,在不同温度下焙烧粉煤灰,采用氮吸附法测定焙烧前后粉煤灰的比表面积、孔体积及孔径分布,并进行粉煤灰对Rhodamine-B水溶液的吸附实验。结果表明：粉煤灰的比表面积、孔体积及介孔数量随焙烧温度升高而逐渐增大,700℃时达到最大值,此后随焙烧温度升高而减小;焙烧后粉煤灰对水溶液中的Rhodamine-B分子的吸附性能显著提高。该结果为粉煤灰吸附机理研究提供了有益参考。     

温度效应下的板桁结合钢桥局部分析

板桁结合结构钢桥在日照作用下,因桥面板和主桁升温速度不同而存在较大的温差,这种温差的存在对桥面板与桁架连接部位以及横梁与桁架连接的部位造成不利的影响。以重庆市东水门长江大桥为工程实例,运用有限元分析软件Midas FEA对实桥建立三个节段有限元模型,采用板单元,温度荷载加为单元温度,对局部温差作用进行了分析。结果表明:桥面板应力主要影响位置在横梁的两侧0.3 m内,其应力符号相反;温差19℃时,引起板应力最大2.9 MPa,横梁剪应力在22.8 MPa波动;温差30℃时,应力5.35 MPa,剪应力高达32.52 MPa。根据结构钢材考虑的温差,可知本工程设计的结构在目前考虑的温差效应是安全的,在施工拼装的过程中,应严格控制局部温差。