离子液体负载型分子筛的制备及对染料的吸附

为了有效地处理活性黑染料废水,对离子液体负载型分子筛去除水中的活性黑染料进行了研究。首先制备了离子液体负载型吸附材料,分别考察了分散剂种类、离子液体加入量、浸渍时间3种因素对离子液体负载率的影响,确定负载工艺条件为:二氯甲烷作为分散剂、[OMim]BF4离子液体与分子筛质量比1∶2,浸渍时间12 h。其次研究了负载型吸附材料对染料废水的处理效果,考察了吸附材料添加量、溶液pH值、吸附时间对模拟废水活性黑染料去除率的影响,确定吸附工艺条件为:[OMim]BF4离子液体为最佳离子液体、吸附材料添加量0.40 g、pH=6、吸附时间12 h。在此最佳工艺条件下,染料去除率达98.23%。     

Y型与ZSM-5型分子筛吸附VOCs性能的对比

从疏水性较好的分子筛中筛选出2类吸附性能优良的分子筛,通过实验考察其对VOCs的吸附量、脱附量、吸附穿透曲线、脱附活化能等,评价其对VOCs的吸附脱附性能;评估了所选分子筛经多次吸附再生后的性能稳定性,建立了一套分子筛工业应用性能指标体系。结果表明：Y型分子筛性能优于ZSM-5型分子筛;同种分子筛比表面积及孔径越大,单位质量能吸附的VOCs量越多;在甲苯/乙酸丁酯的竞争吸附体系中,Y型分子筛及ZSM-5型对甲苯的吸附量较单组分情况下分别下降了50.1%、40.1%,而对乙酸丁酯的吸附量分别增加了189%、102%;甲苯在Y型分子筛上的脱附活化能为76.7 kJ·mol⁻¹,在ZSM-5分子筛上的脱附活化能为64.7 kJ·mol⁻¹;Y型分子筛和ZSM-5型分子筛均具有较好的循环使用性,吸附性能稳定;Yoon-Nelson模型能较好地拟合分子筛吸附穿透曲线,拟合系数在0.97以上。     

表面包覆聚合氯化铝吸附材料的制备与性能表征

在颗粒关黏土素瓷载体上，经灼烧制备具有共价结合的铝胶薄膜，并以此为载体，在聚合氯化铝形成过程中与氯化铝悬浊液共熟化，在铝胶薄膜表面生成聚合氯化铝，经灼烧进一步固化而制得表面包覆聚合氯化铝及铝吸附材料。该吸附材料作为絮凝剂可循环使用约17次。用于处理造纸污水，COD、BOD、悬浮物、硫化物、色度等指标可分别降低约93％、77％、96％、94％和80％。     

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。     

改性ZSM-5介孔沸石分子筛对焦化尾水吸附行为及动力学

通过改性制备了具有二次介孔的沸石分子筛(ZSM-5m),使用SEM、N2吸附-脱附等温线和XRD对材料的结构进行了表征。以焦化尾水残余有机污染物(ROPs)为研究对象,探讨ZSM-5m对ROPs的吸附行为和动力学。结果表明,溶液初始pH和吸附剂投加量对吸附效率均有一定的影响,ZSM-5m吸附量明显高于ZSM-5。在初始COD为150~350 mg/L,pH为3.0,投加量为2.0 g/L,吸附300 min后,ZSM-5m对COD去除率达到57.5%~69.7%,吸附量达到14.9~25.1 mg/g。吸附动力学拟合结果显示,可以更好地用假二级动力学方程和Elovich模型来描述;动边界模型推算表明,吸附的主要速度控制步骤为颗粒内扩散,温度升高,颗粒扩散控制作用减弱,表观活化能为12.58 kJ/mol。推测ZSM-5m对ROPs的吸附是非均相扩散为主,带有复杂转化的物理吸附和化学吸附过程。     

铜-胺改性ZSM-5吸附剂的制备及其对NOx的净化机理

以ZSM-5分子筛粉体为原料,成型后负载铜盐和有机胺改性,制备出一种高效脱除氮氧化物的吸附剂。通过改变铜盐、有机胺的含量以及铜盐活化温度使吸附剂的性能得到优化,在实验条件下（NO：初浓度1000mg／m^3,气流2．7L／min）床层对NO2动态吸附的透过时间由改性前的3min提高到90min,并使NO气体的释放得到有效减缓。通过动态吸附实验研究了NO释放时间在负载前后的变化,通过X射线光电子能谱（XPS）和红外分析（FTIR）研究了吸附剂表面铜元素、有机基团等在吸附前后的变化规律,提出了可能的净化机理。     

表面包覆聚合氯化铝吸附材料的制备与性能表征

在颗粒状黏土素瓷载体上 ,经灼烧制备具有共价结合的铝胶薄膜 ,并以此为载体 ,在聚合氯化铝形成过程中与氯化铝悬浊液共熟化 ,在铝胶薄膜表面生成聚合氯化铝 ,经灼烧进一步固化而制得表面包覆聚合氯化铝吸附材料。该吸附材料作为絮凝剂可循环使用约 17次。用于处理造纸污水 ,COD、BOD、悬浮物、硫化物、色度等指标可分别降低约 93%、77%、96 %、94 %和 80 %。     

造纸污泥制备功能吸附材料及其对Cu2+吸附性能的研究

以造纸污泥为原料,利用热解的方法制备生物炭,然后用氢氧化钠对其改性,得到功能吸附材料(SAM),探讨了SAM对Cu~(2+)的吸附性能及其影响因素。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱等手段揭示了SAM吸附Cu~(2+)的机理。结果表明:造纸污泥在300℃热解2h,然后用5mol/L的氢氧化钠改性,可制备得到对重金属具有良好吸附性能的SAM;当100mg/L的Cu~(2+)模拟废水的pH为6～7时,SAM投加量为0.010 0g/mL下Cu~(2+)去除率为99.15%,SAM投加量为0.002 5g/mL下SAM的吸附量为28.788mg/g;SAM吸附Cu~(2+)符合Langmuir吸附等温模型,属于单分子层吸附,其吸附机理主要表现为化学吸附,即SAM中含有丰富的羟基官能团,Cu~(2+)能与羟基形成稳定的络合物,通过化学键固定在SAM的表面及孔内,从而达到去除模拟废水中Cu~(2+)的效果。     

铜-胺改性ZSM-5吸附剂的制备及其对NOx的净化机理

以ZSM-5分子筛粉体为原料,成型后负载铜盐和有机胺改性,制备出一种高效脱除氮氧化物的吸附剂。通过改变铜盐、有机胺的含量以及铜盐活化温度使吸附剂的性能得到优化,在实验条件下（NO₂初浓度1 000 mg/m³,气流2.7 L/min）床层对NO₂动态吸附的透过时间由改性前的3 min提高到90 min,并使NO气体的释放得到有效减缓。通过动态吸附实验研究了NO释放时间在负载前后的变化,通过X射线光电子能谱（XPS）和红外分析（FTIR）研究了吸附剂表面铜元素、有机基团等在吸附前后的变化规律,提出了可能的净化机理。     

氧化锰八面体分子筛负载Cu催化剂催化氧化性能研究

采用回流法合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2),并以OMS-2为载体使用前掺杂法和浸渍法制备了负载型Cu/OMS-2催化剂,并对所制催化剂进行X射线衍射(XRD)分析和N2吸附/脱附结构表征。同时研究了制备方法和Cu负载量对Cu/OMS-2催化氧化性能的影响。结果表明,OMS-2为典型的隧道结构,适量负载Cu使OMS-2载体分子筛的结构有所改善。负载型Cu/OMS-2的催化活性明显优于OMS-2载体,前掺杂法制备的Cu/OMS-2-PI催化剂的催化活性明显优于浸渍法制备的Cu/OMS-2-IM,这可能是Cu进入OMS-2晶格、Cu与OMS-2载体之间存在强相互作用有关。Cu负载量明显影响Cu/OMS-2-PI催化剂的催化活性,5Cu/OMS-2-PI催化剂(Cu质量分数5.0%)催化活性最高,这是由于适当Cu负载量催化剂中Cu颗粒较小,而且进入OMS-2晶格中的Cu与载体相互作用较强,能较好地活化催化剂中的氧物种,使OMS-2对CO的催化氧化性能明显增强。     

4A沸石分子筛处理中低浓度氨氮废水

利用天然沸石、采用水热合成法制备4A沸石分子筛,用XRD和SEM进行了表征。通过考察吸附剂用量、pH、共存金属阳离子、吸附时间、氨氮废水初始浓度、温度对吸附性能的影响,结合动力学方程、吸附等温线、热力学函数等研究了吸附性能和机理。结果表明,当4 g/L的4A沸石分子筛在废水pH值为4~8的条件下对中低浓度氨氮吸附120min后,去除率可达88%;废水中共存单一金属阳离子(Pb2+、Cu2+、Ca2+和Mg2+)浓度大于100 mg/L时,对中低浓度的NH+4有强烈的竞争吸附;氨氮的吸附过程较好地符合准二级动力学方程、Freundlich模型,是一种混乱度增加、自发的放热过程。     

CuAPO-5分子筛催化氧化水溶液中苯酚的性能

以水热晶化法合成了铜磷铝分子筛CuAPO-5,并用XRD、SEM,FT-IR,UV-Vis等对样品进行了表征,结果表明Cu²⁺进入到了AlPO₄-5分子筛骨架中。研究了以CuAPO-5为催化剂, H₂O₂为氧化剂对水溶液中苯酚的催化氧化性能。在苯酚初始浓度200 mg/L 、H₂O₂添加量1 200 mg/L、pH值5.0、处理温度80 ℃时,处理240 min时苯酚去除率达到100％,TOC去除率达81.76％,析出到溶液中Cu²⁺浓度仅为0.527 mg/L。温度从40 ℃上升到80 ℃时,苯酚的去除率及TOC去除率明显增大,表明温度对催化剂的活性影响显著,相比于均相催化剂骨架Cu催化过氧化氢分解需要更多的能量。重复性实验表明,催化剂性能稳定。     

13X载银分子筛在水处理中的实验研究

以分子筛为载体,AgNO3溶液为反应液,用真空热分解法制备载银分子筛。通过X射线衍射分析表征了样品的结构,对其抗菌性能和消毒效果进行了测定,并测定了处理水样中的银离子浓度。结果表明,负载于分子筛表面及微孔中的银的形式是纳米银,载银分子筛对大肠杆菌具有较强的抗菌性能。剂量为5 mg/100 mL的2.12%载银分子筛能完全杀灭实验菌水样中的大肠杆菌;尽管天然水样中存在杂质的影响,载银分子筛的杀灭率也可达98%以上,且处理过的水样中银离子浓度低于50μg/L。     

13X分子筛对水体中钒离子的吸附

为研究分子筛对水体中重金属的吸附效果,选取了13X分子筛作为实验材料,研究其对钒离子的吸附效果。分别研究了在不同温度、时间、溶液pH值和初始钒浓度的条件下,13X分子筛对钒离子的吸附量,结果表明：酸性条件更利于13X分子筛对钒的吸附,溶液pH≥5时吸附量趋于0;随着反应温度的升高,13X分子筛对钒离子的吸附量逐渐增加;13X分子筛对钒离子的吸附符合Langmuir模型和拟二级动力学模型。13X分子筛对钒离子具有一定的吸附效果,在一定的处理工艺条件下,可作为水体钒污染的修复材料。但针对不同来源废水的特点,需对分子筛进行改性并进一步优化修复工艺条件以实际应用。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料,采用碱熔-水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力,增加对模拟废水氨氮的去除率,实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响,同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明,最佳工艺条件为,碳酸钠与煤矸石质量比为0.9、活化温度为800℃、活化时间1.5 h、晶化温度90℃和晶化时间3 h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310 mg/g,在pH为6的100 mL模拟氨氮废水中加入6 g 4A沸石分子筛吸附40 min后,废水中氨氮的去除率达到86%。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛,在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料,采用碱熔一水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力,增加对模拟废水氨氮的去除率,实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响,同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明,最佳工艺条件为,碳酸钠与煤矸石质量比为0．9、活化温度为800％、活化时间1．5h、晶化温度90％和晶化时间3h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310mg／g,在pH为6的100mL模拟氨氮废水中加入6g4A沸石分子筛吸附40min后,废水中氨氮的去除率达到86％。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛,在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

NaY分子筛疏水改性及其对汽车涂装VOCs废气的吸附

针对水分存在条件下分子筛吸附VOCs吸附容量急剧下降的问题,以汽车涂装过程产生的二甲苯、甲苯、乙酸丁酯为VOCs代表,采用三甲基氯硅烷 (TMCS) /正己烷对NaY分子筛进行疏水改性,以提高高湿度条件下分子筛对VOCs的吸附性能。结果表明,最佳的TMCS/正己烷体积比为1:7 (NaY-4) ,在RH=65%条件下,NaY-4对甲苯的吸附量为7.15 mg·g⁻¹,是未改性NaY分子筛吸附量的2.58倍,且经5次吸附脱附循环实验,吸附容量仍保持在92.56%以上。BET、XRD、FTIR及接触角等表征结果表明,改性并未对分子筛的晶型结构造成影响,但会减小其比表面积;改性后Si—CH₃和Si—O—Si疏水官能团增多,接触角由13.2°增加到121.6°,疏水性增强。该研究结果可为分子筛转轮VOCs吸附技术的工业应用提供参考。     

Worm-like分子筛负载磷钨酸催化剂的制备及光降解甲基橙的性能研究

以Worm-like分子筛为载体,采用浸渍法制备不同磷钨酸负载量的负载型催化剂,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和N2吸附/脱附等手段对负载型磷钨酸催化剂进行表征。结果表明,磷钨酸成功负载在Worm-like分子筛上,且随着磷钨酸负载量的增加,FT-IR、XRD和N2吸附/脱附结果呈规律性变化。将该系列催化剂用于光催化降解甲基橙实验,结果表明,甲基橙质量浓度为20mg/L,磷钨酸负载量为70%(质量分数)时,甲基橙降解率为87.2%;回收催化剂并重复使用3次,甲基橙降解率仍达75%以上。