共价有机骨架/碳纳米管复合材料中锂离子吸附与传输特性的分子模拟

利用分子模拟方法对共价有机骨架 (covalent organic framework, COF)/碳纳米管(carbon nanotube, CNT) 复合材料 COF@CNT 中锂离子 (Li$^{+})$ 的吸附与传输特性开展研究, 明确了 Li$^{+}$ 的吸附位点与吸附顺序, 得到了相应的吸附能, 并观察 COF@CNT 的表观形貌变化. 当达到饱和吸附状态时, COF@CNT 的体积变化率仅为 0.25, 平均电压保持在 2.00 V 以上, 而理论容量则高达 1 402.47 mAh/g. 此外, Li$^{+}$ 在 COF@CNT 内部的电导率大于其在单纯 CNT 中电导率的实测值. 模拟结果可为此类体系的实际应用提供理论基础.     

活性氧化铝固定床吸附除氟的模型化研究

建立了活性氧化铝固定床吸附除氟过程的数学模型,通过连续实验获得了Langmuir吸附容量qm以及Langmuir常数KL,运用最小二乘法拟合了吸附过程的总传质系数ks,并使用龙格-库塔法求得模型的数值解。为了验证模型的可靠性,将所建立模型的计算结果与实验结果进行比较,使用相对误差法进行分析。结果表明当空速小于6.0 h-1时,6组模拟与实验数据的相对误差均小于10%,模拟与实验所得穿透曲线吻合良好。所建立模型的准确性能够满足工程应用和设备设计的需要。     

一种钯离子印迹聚合物的制备优化研究

采用沉淀聚合法, 以PdCl₄²⁻为模板, 以4-乙烯基吡啶(4-VP)、2-烯丙巯基烟酸(ANA)、2-乙酸胺基丙烯酸(AAA)为功能单体, 加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)和致孔剂甲醇, 制备钯离子印迹聚合物。通过添加不同种类、用量的功能单体和不同用量的交联剂, 探究不同制备条件对钯离子印迹聚合物制备效果的影响。优化结果表明, 与ANA和AAA功能单体对比, 4-VP和PdCl₄^2–能形成4:1的稳定配合物, 结合常数最大, 印迹效果最好, 是 3 种功能单体中用于制备钯离子印迹聚合物的最佳选择。吸附试验结果进一步表明, 按照模板、功能单体、交联剂用量比例为1:4:40制备的钯离子印迹聚合物对Pd(II)的吸附量最大, 为5.042 mg/g。     

赤泥基陶粒的研制及含砷饮用水的处理应用

近年来，水体砷污染现象越来越严重，诱发了各类疾病，开发研制新型高效、低廉的除砷技术以解决水体砷污染问题尤为重要。本文以工业废料赤泥为主要原料，分别掺合给水厂污泥、污水厂污泥，研制了一种新型赤泥基陶粒，在陶粒不会造成二次污染的前提下，进行大量试验验证其除砷效果。结果表明：陶粒中赤泥比例为80%，污泥掺量为8%，烧结温度为1000℃时，所制得陶粒对砷离子的去除率可达到90%以上；掺合污水厂污泥的陶粒除砷效果更好；在100mL1mg/L的砷溶液中，陶粒投加量为0.6g时，除砷效果最佳；且经济性好。     

粉煤灰吸附处理初期雨水中总磷和化学需氧量的研究

初期雨水污染是雨水径流污染的主要贡献者。以粉煤灰和改性后的粉煤灰（MFA）为对象，研究其作为吸附剂时不同投加量、吸附时间、pH等条件下对初期雨水中总磷和化学需氧量（COD）去除的影响，确定最佳吸附条件，并对吸附结果进行数据拟合，建立吸附等温模型和吸附动力学模型。结果表明，MFA吸附效果明显提高，100 mL初期雨水中MFA投加量1.5 g、pH=8、吸附时间40 min时，对总磷的吸附效率可达93.83%；投加量1.0 g、pH=6，吸附时间40 min时，对COD的吸附效率可达77.66%。MFA吸附总磷的过程符合Freundlich吸附等温模型和二级动力学模型，吸附COD的过程符合Langmuir吸附等温模型和二级动力学模型。     

快速真空变压吸附制氧的排放气充压过程研究

测试了微型制氧吸附剂的平衡吸附特性,在此基础上选出适合快速真空变压吸附制氧的吸附剂. 针对传统的单塔两步快速变压吸附制氧含量低问题,提出了提高产品气氧含量的单塔快速变压吸附制氧的排放气和原料气组合充压流程,并对该流程进行实验研究. 结果表明:在单塔快速真空变压吸附制氧过程中,采用排放气和原料气组合充压流程可以有效提高产品气氧含量. 充压前排放气的压力和氧含量是影响产品气氧含量的关键参数,采取合适的排放气压力和较高氧含量的排放气可获得更高的产品气氧含量. 在吸附和解吸压力分别为240 kPa和60 kPa时,采用排放气和原料气组合充压的快速真空变压吸附流程可获得氧体积分数90%的产品气,其产氧率为325. 08 L·h-1·kg-1 .     

气体吸附理论的研究

应用统计力学研究实际气体吸附,导出了吸附方程式的普遍形式,并给出气体分子在Ｋｅｅｓｏｍ势和Ｌ－Ｊ势作用下的具体形式,应用自动吸附仪测定微孔和中孔活性炭吸附Ｎ２的实验等温线,微孔炭的实验等温线和理论等温线吻合程度令人满意。     

3-烷氧基-2-羟基丙基三甲基氯化铵表面活性的研究

研究了３－烷氧基－２－羟基丙基三甲基氯化铵在不同温度下的表面张力,表面吸附和热力学函数的变化．     

用蛭石吸附法脱除污水中的重金属

以蛭石作为吸附剂,处理水中的重金属（Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｎｉ）．对７０℃的中性水,吸附时间３ｈ,蛭石对浓度为１０ｍｇ／Ｌ的镉、铜、铁、镍、铅的脱除率为９９％左右。用实验方法研究了蛭石在所选条件下达到吸附平衡时对上述金属离子的吸附容量和对金属离子混合溶液的处理效果。结果表明,蛭石对Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｎｉ的吸附容量分别为２．０,３．５,５．５,１．０,２．５（ｍｇ／ｇ）．采用固定式吸附柱脱除石油污水中的重金属,镍脱除率为３４．２％,铅脱除率为４３．６％,其余三种脱除率均在７０％以上。若消除其他被吸附物质的干扰,可将水中上述金属离子的含量处理至生活用水标准。     

SBA-15基功能材料吸附应用研究进展

介孔SBA-15分子筛因具有较大的孔径、较高的比表面积和较厚的孔壁,在催化、吸附、分离、药物控释以及化学传感等领域得到广泛的应用。介绍了介孔分子筛的发展过程,并着重就SBA-15基功能材料在吸附应用方面的研究状况进行概述,最后展望了SBA-15功能材料未来的发展方向与应用前景。