纳米TiO2治理室内甲醛的实验研究

利用纳米材料TiO2对室内甲醛进行了治理研究。测定了TiO2在不同吸附剂量、吸附时间时的吸附效率、穿透时间和吸附容量。将TiO2、活性炭对甲醛的吸附效果进行了对比，结果表明，纳米材料TiO2对甲醛的吸附率比相同质量的活性炭高10％-15％；当吸附时间为13h时，TiO2对甲醛的吸附量比活性炭高28％；穿透时间比活性炭长2h。利用SEM图谱进行了机理分析。     

活性炭吸附苯过程工艺参数实验和数值模拟研究

吸附法可适用于各种浓度范围VOCs的治理。本文采用实验和数值的方法研究了活性炭吸附苯过程工艺参数。首先采用实验方法得到了一种工况下的穿透时间,然后基于多孔介质模型和组分输运模型建立U型管内活性炭吸附苯过程三维数学模型。数值计算得到的穿透时间和实验结果对比误差为1.41%,证明数学模型可靠。另外,本文对模型进行了网格无关性验证。最后,采用该数学模型研究了入口速度、入口苯质量分数和多孔介质孔隙率对穿透时间、吸附过程最高温度和U型管内温度分布等参数的影响规律。     

SO2和NO在Na2CO3/γ-Al2O3 上的吸附及相互影响研究

通过固定床反应器实验,探索Na2CO3/γ-Al2O3吸附-催化剂对SO2和NO的吸附状况,并根据吸附-催化剂上活性位机理对实验结果进行初步解释.反应条件为:T=423 K,常压,GHSV=20 640L/(kg·h).实验数据主要通过分别测定SO2和NO的进出口浓度得出.研究结果表明,SO2可以被吸附-催化剂单独吸附储存,不受NO和其他组分的影响,但是NO被吸附的前提是与SO2和O 2同时存在.水蒸气和O2的同时存在可使SO2的吸附量明显增加.实验结果还表明,NO的吸附依赖烟道气入口SO2/NO物质的量比,其吸附性能受SO 2浓度的影响.过大或小的SO2/NO比都不利于提高NO的吸附量,过小的SO2/NO比影响了NO的吸附速率.被SO 2或SO2、O2和水蒸气预先饱和吸附的吸附-催化剂,也不能使NO(有氧气和水蒸气存在)在无SO2的条件下被吸附.烟道气中的水蒸气有利于SO2和NO的吸附和转化.     

VOCs在A型呼吸器过滤件中吸附穿透特性的研究

利用动态气体吸附实验装置,以丙酮、苯和甲苯作为挥发性有机物(VOCs)的代表物质,进行了纯组分、二元组分和三元组分测试介质通过A性呼吸器过滤件的吸附穿透实验,对实验结果进行了分析和比较。实验结果表明,过滤件对于纯组分和多元组分的吸附穿透过程大体上相似;但过滤件对于不同VOCs物质具有不同的防护能力;并且由于过滤件对于不同VOCs物质选择吸附性的不同,多元组分的吸附穿透过程出现共吸附和竞争吸附现象,而使得过滤件的使用寿命、吸附容量和传质区长度等穿透特性发生显著变化,降低了过滤件的防护性能。     

热改性活性炭吸附甲萘威的性能

在N2保护下采用不同高温对活性炭进行热改性,得到了4种改性活性炭(AC-1至AC-4)。采用气体吸附仪、Boehm滴定、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭表面的物化性质进行了表征。通过等温吸附试验考察了改性前后活性炭对甲萘威的吸附性能,确定了最佳改性温度为600℃,探讨了活性炭的吸附能力与其表面物化性质之间的关系。结果表明:热改性使活性炭表面的物化性质发生了改变,活性炭对甲萘威的吸附量与其比表面积、孔容、表面酸性官能团和O元素含量具有显著相关性;活性炭对甲萘威的吸附行为符合准二级吸附动力学方程和Langmuir等温吸附方程,颗粒内扩散模型表明内扩散不是控制活性炭吸附速率的唯一阶段。     

热效应对焦煤甲烷解吸迟滞特征的影响研究*

为揭示煤中甲烷气体的储运机制，选取井下煤样研究不同温度条件下甲烷气体的等温吸附解吸实验。基于Langmuir模型、等量吸附热计算模型和解吸迟滞系数对实验数据进行分析，研究煤中甲烷气体解吸迟滞现象的热力学特征。结果表明:随温度升高，Langmuir模型得到的吸附常数均呈下降趋势；甲烷解吸迟滞现象明显，迟滞程度随温度升高缓慢下降；受解吸迟滞效应影响，相邻温度区间内吸附曲线的等量吸附热较为相近，不同温度区间内解吸曲线的等量吸附热高于吸附曲线，差异显著；解吸迟滞现象影响煤层甲烷含量预测的准确性，并且解吸曲线的热力学特征规律性较差。     

活性炭纤维对于离子的电吸附选择性能研究

通过循环伏安测试、交流阻抗测试、电吸附实验等方法研究了单组分和多组分溶液中不同离子在活性炭纤维电极表面的选择性电吸附性能。结果表明,电吸附选择性能与离子的水合半径、离子价态、离子浓度有关;增大初始浓度可以提高电吸附容量;并且,由于强烈的选择吸附作用,Ca2+离子可以吸附取代其它已经被吸附的离子。     

煤质活性炭丁烷吸附脱附性能研究

本文对不同产地、不同煤质、不同工艺生产的煤质气相吸附用活性炭,进行了丁烷吸附脱附性能研究.结果表明,丁烷工作容量(脱附容量)是评价活性炭气相吸附脱附应用的重要参数;丁烷活性与四氯化碳吸附率具有线性对应关系;文章指出我国应建立丁烷工作容量试验方法国家标准.     

活性炭表面改性和苯吸附性能的研究

为了提高活性炭的吸附性能,用N2和NH3对四种不同活性炭进行表面改性。对改性前后的活性炭分别进行了苯吸附实验、碘值和亚甲基兰值表征以及贝姆滴定实验后,结果发现:表面还原改性在一定程度上促进了活性炭的孔结构发育,可以提高活性炭的吸附性能,增加了活性炭表面的碱性官能团的含量;四种活性炭中的羧基含量都比较高,改性后羧基含量大幅下降;表面改性对煤质活性炭的苯吸附值变化不大,但对木质活性炭的防护性能提高明显,NH3改性比N2改性更能提高活性炭对苯的吸附性能。     

活性炭对酚醛类化工废水深度处理的动态吸附性能研究

为活性炭应用于酚醛类化工废水深度处理，研究了活性炭对此类废水中有机物的动态吸附性能以及氮的去除。通过动态吸附试验，选出吸附效果最佳的活性炭，研究其对废水中有机物的等温吸附和动力学，并利用比表面积(BET)测试法和傅里叶红外光谱(FTIR)表征技术分析活性炭表面特征，同时探讨不同因素对吸附的影响，再以床厚服务时间(Bed-Depth-Service Time, BDST)模型对动态试验数据进行线性拟合分析。结果表明：椰壳炭吸附效果最好，朗格缪尔(Langmuir)吸附等温线模型和拟二级动力学模型可以较好地描述其动态吸附行为；吸附过程中粒子内扩散并不是唯一的限速步骤，有机物的吸附主要发生在边界层扩散阶段；根据椰壳炭孔状结构的变化说明吸附主要发生在微孔区；—OH、—COOH、■等官能团能与有机物相互反应，主要涉及氢键、π-π相互作用、静电引力；含氮化合物会与有机物产生竞争吸附，影响其吸附量；BDST模型不仅可以有效描述吸附床高度与穿透时间之间的关系，而且能够准确地预测新的操作条件下的有机物穿透时间，误差均小于5%。     

MCM-41吸附法脱除烟气中二氧化硫的研究

基于活性炭吸附剂存在再生成本高、高温吸附能力差以及在高湿高温下脱附后性能严重下降等问题,研究采用MCM-41材料作为新型烟气脱硫吸附材料,该材料具有表观均匀、比表面积大、耐高温、脱附后能高效利用等优点,该研究设计了一种基于MCM-41材料的烟气脱硫吸附装置。介绍了该烟气脱硫吸附装置的结构、工作原理,并对MCM-41材料和活性炭在烟气中二氧化硫吸附效果进行了对比实验研究。研究结果表明:MCM-41吸附剂脱硫性能优异,相比活性炭吸附剂,脱硫效率提高了4%~8.4%,基于MCM-41材料的烟气脱硫吸附装置结构紧凑、占地面积小、吸附剂更换方便、脱硫效率高,在烟气排放量较小的各类工业企业脱硫系统中具有广泛的应用前景。     

无烟煤对超临界态CH4-CO2气体吸附特性研究*

为探究无烟煤对超临界态CH4-CO2混合气体的吸附特性,采用重量法开展无烟煤对纯CH4与纯CO2气体、3种体积浓度CH4-CO2混合气样的超临界等温吸附实验,应用过剩吸附理论和Langmuir单层吸附理论,通过校正绝对吸附量、计算吸附相密度、煤的比表面积以及测定吸附平衡后游离态气体组分,探究由亚临界状态到超临界状态下无烟煤吸附纯CH4、纯CO2以及混合气体的吸附相密度变化特征、混合气吸附特征以及吸附分子层数。研究结果表明:煤对纯CH4与纯CO2、混合气体过剩吸附量随着压力增大呈现出先增大后减小的峰值型曲线;CH4绝对吸附量随吸附压力增大不断增大,接近CH4临界压力时,绝对吸附量缓慢增加并趋于稳定。低压下CH4在煤颗粒中以单层吸附为主;超过临界压力后出现表面局部2层吸附的现象;1~3 MPa 时,CO2在煤颗粒中即表现出2层吸附为主的现象,随压力增大甚至出现局部4层吸附的现象,煤颗粒对CO2有更大的吸附能力。     

改性粉煤灰对废水色度的吸附研究

对粉煤灰进行水合碱改性和酸改性,合成改性粉煤灰。比较不同改性粉煤灰的氮BET比表面积和孔径大小;通过线性回归分析考察色度吸附容量与改性粉煤灰的比表面积、孔径的相关性;考察溶液pH值对色度的吸附性能的影响。实验结果表明,水合碱改性(熟石灰与粉煤灰质量比为1.5∶1)再硫酸(0.10 mol/L)改性粉煤灰对色度的吸附容量为lg[(c0-c)/c]=0.67;溶液pH值在3.5～6.5之间色度吸附效率最佳;回归分析出吸附剂的吸附容量和比表面积、孔径分布显著相关,比表面积越大,孔径越小,吸附性能越高。     

季铵盐离子液体改性活性炭及其热安全性研究*

为进一步提高活性炭对VOCs的吸附性能和热安全性,采用铵盐类离子液体改性原始活性炭,优化其理化性质。结果表明:改性活性炭表面生成新的无机盐化合物,C=O、-OH、C-O、-COOH和C-S基团增加;孔隙结构增多且分布均匀,比表面积及微孔体积增大;改性后活性炭对甲苯的吸附量提高3.14倍,吸附效率明显提升;在固定碳的燃烧阶段,改性活性炭活化能为54.44 kJ·mol-1,是改性前活性炭的1.38倍,活化能增大,物质稳定性增强;当粒径为120~150目及200目以上时,改性前后活性炭的自燃温度分别从328.4 ℃、319.3 ℃增长至355.1 ℃、345.7 ℃。因此,负载季铵盐离子液体可有效提高活性炭吸附性能和热安全性,研究结果可为优化VOCs处理工艺提供参考。     

粒状煤和块状煤等温吸附CH4试验研

为探究不同尺寸煤样吸附瓦斯特性的差异,以漳村矿3#煤为研究对象,利用自主研制的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,开展粒状煤和块状煤的等温吸附试验,测定不同吸附压力下的吸附量和变形量。试验结果表明:在相同的吸附平衡压力下,吸附量随煤样粒径的增大而减小;粒状煤吸附瓦斯的能力大于块状煤,原因是粒状煤的有效比表面比块状煤大,增加的微孔吸附瓦斯使得煤吸附瓦斯量增加。块状煤的变形量随吸附平衡压力而增大,但增加量逐渐减小。经讨论分析可知:煤体吸附膨胀变形是煤基质吸附膨胀和气体压力压缩共同作用的结果;粒状煤测定的吸附常数应用到煤层数值模拟中会引起一定的误差。     

活性炭对垃圾渗滤液中甲醛、苯酚和苯胺吸附规律的研究

本采用经过预处理的200目活性炭作为吸附剂进行吸附实验，研究了在不同的活性炭加入量、吸附pH值、吸附温度、初始质量浓度和吸附时间等条件下，活性炭吸附甲醛、苯酚和苯胺单组份溶液的规律。吸附实验中，甲醛、苯酚和苯胺的初始质量浓度控制在垃圾渗滤液的范围，同时，其它条件也按照吸附操作的常用条件进行。结果表明：活性炭对苯酚和苯胺的吸附量随着pH值的升高呈下降的趋势，而对甲醛的吸附量呈上升的趋势；初始质量浓度对吸附量的影响较小；随温度的升高，吸附量呈下降的趋势；活性炭对甲醛、苯酚和苯胺吸附达到饱和时，所需时间分别为120min、40mm和80min左右，饱和吸附量分别为0．0148mg／g、0．708mg／g和1.14mg／g左右；由吸附等温公式的拟合结果显示，吸附是一复杂的过程，不是单一的物理或化学吸附。此外，活性炭对垃圾渗滤液的吸附处理，有较好的效果，去除率为55％～65％。所得活性炭的吸附规律，既可以为活性炭吸附这些物质或近似物提供参考，又可以为新型吸附剂的研制提供参照标准。     

阿司匹林生产用废弃活性炭的微波一步再生

阿司匹林生产过程中会产生大量的粉末状废弃活性炭,对环境造成了较大的影响。提出了不外加活化气体的微波加热一步再生法再生废弃活性炭,使之循环利用。通过试验考察了再生温度、再生时间和物料厚度等因素对再生活性炭吸附性能和得率的影响。在再生温度700℃、再生时间10 min和物料厚度20 mm的优化条件下,亚甲基蓝吸附量为180 mg/g,再生活性炭的得率为40.875%,与常规方法再生药用活性炭相比,降低了再生温度,再生时间缩短了50%左右。此时再生活性炭的比表面积为1 296 m~2/g,平均孔径为3.016nm,适合于吸附亚甲基蓝,总孔体积为0.977 4 m L/g,其中微孔占47.81%,表明微孔和中孔都较为发达。扫描电镜和傅里叶变换红外光谱图分析表明,活性炭孔隙和表面性质得到了有效的再生恢复。微波一步再生法避免了通入活化气体而导致大量粉末活性炭被带走的问题,并且该方法具有速度快、效率高等优势。