NaY沸石分子筛在VOCs处理中的应用

为深入研究分子筛吸附VOCs的性能,采用固定床动态吸附法,对NaY分子筛吸附3种典型VOCs的性能进行了探究,考察了吸附温度、湿度、进气浓度和吸附质物理性质对吸附容量的影响,并探讨了NaY分子筛的循环使用性能;通过Yoon-Nelson模型,从吸附动力学角度,对单组分VOCs吸附穿透曲线进行了拟合。结果表明:NaY分子筛对3种VOCs的吸附饱和时间分别为丙酮355 min,邻二甲苯320 min,乙酸乙酯220 min;相对应的平衡吸附容量分别为丙酮176 mg·g-1,邻二甲苯196 mg·g-1,乙酸乙酯185 mg·g-1。NaY分子筛对VOCs吸附能力排序为邻二甲苯乙酸乙酯丙酮。温度由303 K升至328 K时,3种VOCs吸附容量均分别下降,邻二甲苯下降3.66%,乙酸乙酯下降2.87%,丙酮下降10.0%;VOCs相对湿度为30%时,吸附容量显著降低;进气浓度为660 mg·m-3时,出现吸附交叉的现象;NaY分子筛具有较好的循环使用性;吸附容量与沸点、分子质量存在正相关关系;3种VOCs在NaY分子筛固定床的吸附速率排序为乙酸乙酯邻二甲苯丙酮。YoonNelson模型能够较好地模拟NaY分子筛吸附不同VOCs的过程,为分子筛的工业应用提供了参考。     

大风量低浓度VOCs气体二次吸附浓缩净化技术开发

针对许多生产工艺过程的VOCs排放呈现出大风量、低浓度和间歇排放的特点,本研究以活性炭和异丙醇为例进行了一种针对低浓度气体的吸附加中温再生二次吸附净化工艺的研发。结果表明,在入口浓度约400 mg/m3时,活性炭在30℃和70℃的平衡温度之间存在约4%的吸附有效工作容量。对再生能耗对比发现,进口VOCs浓度越低,新工艺节能效果越明显。吸附穿透曲线表明,随着过滤风速的减小,穿透前能处理的风量随之增加。对于低浓度吸附净化过程,采用中温脱附可以有效浓缩有机气体,最大可达5.62倍。以上结果表明,对于低浓度吸附净化过程,采用中温脱附加二次吸附可起到经济有效地浓缩有机气体的作用。     

分子筛负载型吸附剂对典型VOCs的吸附行为特性

以浸渍法制备的分子筛负载铜锰铈(Cu-Mn-Ce/ZSM)为吸附剂,以甲苯、乙酸乙酯和丙酮作为挥发性有机物(VOCs)的典型代表,考察了单组分和混合组分VOCs在吸附剂固定床上的吸附行为。研究表明,Cu-Mn-Ce/ZSM吸附单组分VOCs时,甲苯的吸附穿透时间与饱和吸附量分别为110 min和32.47 mg/g,乙酸乙酯为150 min和52.29 mg/g,丙酮为210 min和86.40 mg/g,可见Cu-Mn-Ce/ZSM对单组分VOCs的吸附能力大小为:丙酮乙酸乙酯甲苯。Cu-Mn-Ce/ZSM吸附混合组分VOCs时,在甲苯与乙酸乙酯的穿透曲线上出现了明显的"驼峰",吸附穿透过程中存在共吸附和竞争吸附行为,甲苯的吸附穿透时间与饱和吸附量降至50 min、10.42 mg/g,乙酸乙酯为95 min、15.12 mg/g,丙酮为105 min、44.37 mg/g。通过Yoon-Nelson模型对单组分VOCs吸附穿透曲线的拟合,表明吸附模型参数可以准确地预测吸附质在固定床上的穿透行为。速率参数k'值计算表明,不同VOCs在固定床上的吸附速率大小为丙酮乙酸乙酯甲苯。     

颗粒活性炭去除水中甲基叔丁基醚的可行性研究

随着甲基叔丁基醚（MTBE）作为汽油添加剂被持续大量使用,其已成为一种地下水中常见的有机污染物。本文通过纯净水、自来水和地下水中MTBE的平衡吸附容量和微型快速穿透实验（MCRB）,比较了5种不同种类活性炭对MTBE的吸附性能。结果显示,苯酚值可准确预测活性炭样品对MTBE的平衡吸附容量大小次序,而丹宁酸值则可大致估计活性炭在实际处理应用时的吸附速度和吸附容量利用率。水样中共存的有机成分降低了活性炭对纯净水中MTBE的吸附容量,在背景TOC较低的去离子水中,活性炭对于MTBE的吸附性能反而比在地下水中降低得更多。穿透实验数据显示双柱串联的处理方式是高效应用活性炭吸附水中MTBE的优选工艺。使用环境友好的竹质活性炭去除地下水中MTBE具有良好的可行性和较高的性价比。     

颗粒活性炭吸附去除水中三氯乙烯的研究

通过吸附容量实验及微型快速穿透(MCRB)实验,考察了7种活性炭对水样中三氯乙烯(TCE)的去除效果.结果表明,表征活性炭对小分子化合物吸附容量的苯酚值可以预测各种活性炭对TCE的吸附容量;国内常用炭型对TCE的吸附性能与国际常用炭型相当.性价比更高;不同TCE初始浓度及低浓度甲醇对TCE吸附容量没有明显的影响,而自来水中天然有机物(NOM)的竞争吸附作用会降低活性炭对TCE的吸附容量;MCRB实验数据提供了较为准确的TCE平衡吸附容量.验证了各种活性炭对TCE的相对吸附容量,并显示使用2个串联活性炭炭床可以提高吸附容量利用率,节省处理费用,确保出水达标.     

活性炭吸附对印染废水深度处理的研究

活性炭吸附处理可使印染废水生化出水符合直接排放或回用的标准.对不同活性炭进行性能指标测试,据此筛选出对大分子有机物吸附性能较好的3种不同材质的括性炭(混合炭、原煤炭和果壳炭),并进行吸附容量实验.同时,考察不同空床接触时间(EBCT)下的微型快速穿透(MCRB)实验.结果表明,果壳炭在3种备选炭中COD去除率和活性炭吸附容量利用率最高;1个大中型炭柱中的EBCT为20 min的果壳炭床至少可以连续使用8 d才需更换新炭,而后置炭床的串联会保证出水在8 d后继续达到<纺织染整工业污染物排放标准>(GB 4287-1992)中一级排放标准(COD<50 mg/L).     

磁性金属有机骨架Fe3O4@ZIF-8的制备及对偶氮染料刚果红的高效吸附

采用常温搅拌法,在聚苯乙烯磺酸钠(PSS)处理过的Fe_3O_4表面诱导生长ZIF-8壳层,成功合成了磁性核壳金属有机骨架Fe_3O_4@ZIF-8,并对其吸附去除偶氮染料刚果红的性能进行了探究,考察了刚果红初始浓度和接触时间、Fe_3O_4@ZIF-8投加量以及pH对刚果红去除的影响。SEM、TEM、XRD、FT-IR及VSM表征结果证明,ZIF-8纳米颗粒已成功负载于Fe_3O_4表面,形成了典型的核壳结构,并且具有优异的磁学性能。吸附实验结果表明,反应最佳pH为6,吸附剂投加量为500 mg·L~(-1);当反应时间达到180 min时,吸附达到平衡。吸附反应的吸附动力学和吸附等温线分析表明,刚果红染料在Fe_3O_4@ZIF-8上的吸附动力学符合二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型。Fe_3O_4@ZIF-8吸附剂对刚果红具有高效的选择吸附性能并且在循环吸附中展现出良好的循环吸附性能。因此,磁性核壳金属有机骨架Fe_3O_4@ZIF-8作为吸附剂在去除刚果红染料方面有着广阔的应用前景。     

Mn改性活性炭吸附VOCs性能

采用浸渍焙烧法对活性炭进行负载锰(Mn)改性,考察改性活性炭对甲苯、乙酸乙酯及甲苯-乙酸乙酯二元混合气体的吸附性能.研究表明,活性炭浸渍于1.0％高锰酸钾溶液改性后的吸附性能最好.对于单组分VOCs气体,改性后活性炭对甲苯和乙酸乙酯的吸附量较未改性前分别提高了12.7％和16.3％;对于二元混合VOCs气体,改性后活性炭对甲苯及乙酸乙酯的吸附量分别提高了13.1％和22.9％.BET、SEM、FTIR等分析表明,Mn改性活性炭比表面积变大和总孔容增加是改性后吸附量提高的主要原因.     

表面微孔非织造布材料的制备、表征及其对挥发性有机物(VOCs)的吸附性能

以聚丙烯(PP)非织造布为基材,制备苯乙烯(ST)和二乙烯苯(DVB)接枝的无纺布材料PP-ST-DVB,再通过交联反应使得非织造布表面的接枝层形成微孔结构,制备对VOCs具有吸附性能的非织造布(HCN)材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、静态氮吸附仪(BET)对非织造布表面形貌进行了表征。重点研究了HCN的结构对挥发性有机物(VOCs)(苯乙烯、丙酮和正己烷)吸附性能影响规律;探讨了无纺布表面基团与VOCs的化学作用力对吸附性能的影响。结果表明,当ST和DVB接枝率135%左右时,HCN的比表面积可达到351.8 m~2·g~(-1),对VOCs吸附性能显著提高,苯乙烯的最大吸附量可达到353.6 mg·g~(-1),材料对3种气体的吸附能力为苯乙烯正己烷丙酮。     

涂铁多孔陶瓷对水中亚甲基蓝的动态吸附

研究了涂铁多孔陶瓷填料柱对水中亚甲基蓝（MB）的动态吸附性能。探讨了填料高度、MB初始质量浓度和流速对穿透曲线的影响;分别用BDST模型、Thomas模型和线性回归对动态吸附实验数据拟合,获得了相关参数,并研究了填料的再生性能。结果表明,涂铁多孔陶瓷（IOCPC）能有效去除水中MB,填料层升高,穿透曲线上的穿透点向右移动,穿透时间延长;而随流速、MB初始质量浓度的增大,穿透曲线上的穿透点向左移动,穿透时间缩短。用BDST模型能准确预测穿透时间,误差＜5%;用Thomas模型可较好地描述了MB浓度为10和50 mg/L、初速为2 mL/min时IOCPC对MB的吸附动力学,相关系数分别为0.99和0.93,平衡吸附容量分别为0.078和0.13 mg/g。对吸附饱和后的涂铁多孔陶瓷可用pH=3的硝酸再生,重复使用3次穿透曲线上的穿透点基本不变。