酸碱、高温改性13X分子筛及其对苯乙烯的吸附

针对原样13X分子筛吸附速率和吸附容量低的问题,通过碱溶液(NaOH,NH_3)和酸溶液(CH_3COOH,HCl)对13X分子筛进行浸渍改性,并对酸改性后的分子筛进行高温二次处理,考察了试剂种类、试剂浓度、浸渍时间、焙烧温度、焙烧时间5个因素对分子筛吸附性能的影响,并采用SEM和BET进行了表征。结果表明:最佳改性条件是盐酸浓度6.0 mol·L~(-1)、浸渍时间24 h、焙烧温度450℃、焙烧时间6 h;在最佳条件下制备的改性分子筛极大提高了对苯乙烯的吸附速率和吸附容量;改性后的分子筛对苯乙烯的动态吸附更符合准2级动力学模型,R2均大于0.98;SEM表征结果说明改性后分子筛表面孔隙率明显增加;BET比表面积分析结果说明酸改性可使分子筛各类孔面积增加,而高温改性会使BET比表面积和中孔面积增加,微孔面积降低;相关分析结果显示,改性分子筛对苯乙烯动态饱和吸附量与BET比表面积和中孔面积均呈显著正相关。     

疏水改性活性炭纤维的制备及其对挥发性有机物吸附性能研究

通过分步液相硅烷化方法对活性炭纤维(ACF)进行疏水改性,在以辛基三甲氧基硅烷(OTMS)和十六烷基三甲氧基硅烷(HTMS)为混合硅烷,且HTMS与OTMS体积比为0.25∶0.75的条件下,改性得到的ACF(记为ACF@H∶O-E-0.25∶0.75)疏水效果及挥发性有机物(VOCs)吸附性能综合最佳,相比未改性ACF(记为BK-ACF),水蒸气吸附量减少57.1%。采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和N₂吸附/脱附对其结构进行表征,结果表明有机硅烷成功接枝在ACF表面。ACF@H∶O-E-0.25∶0.75水接触角增加至145.8°,疏水效果得到明显改善。动态吸附实验结果表明,在相对湿度为80%时,ACF@H∶O-E-0.25∶0.75相比BK-ACF,对二氯甲烷、乙酸乙酯和环己烷的饱和吸附量分别增加71.4%、23.0%和31.1%。120℃条件下5次循环再生实验表明,ACF@H∶O-E-0.25∶0.75仍可保持90%左右的饱和吸附量,吸附再生性能良好。采用长链和短链的混合硅烷减缓了有机硅烷对ACF孔道的堵塞,增加...     

制备条件对Ni-Y分子筛的性质及其吸附二苯并噻吩性能的影响

采用液相离子交换法制备Ni-Y分子筛,考察制备条件对它的性质及其吸附燃料油中二苯并噻吩(DBT)性能的影响。结果表明:(1)采用液相离子交换法制备Ni-Y分子筛适宜使用0.1mol/L的Ni(NO3)2溶液作为离子交换液,交换温度提高有利于Ni-Y分子筛的含Ni量增大。(2)当活化温度为300～450℃时,脱硫率随活化温度提高而增大,原因是温度升高有利于除去分子筛的吸附水和结晶水,增加其与有机物质的亲和力。活化温度高于450℃后,Ni-Y分子筛的脱硫率大幅下降,可能是因为高温下分子筛表面的Ni2+反应生成NiO化合物,同时使Ni2+由超笼向稳定的SI位置迁移。(3)在甲苯等干扰物质存在的条件下,Ni-Y分子筛的吸附性能优于其他分子筛,其对DBT为500mg/L、甲苯体积分数为5%的模拟燃油中DBT吸附量分别是Na-Y、Mg-Y及Cu(Ⅱ)-Y分子筛的2.57、2.32、4.24倍,因而更具有实际应用价值。     

分子筛吸附——低温等离子体氧化去除甲苯

利用分子筛吸附—低温等离子体氧化工艺去除甲苯,比较了HY、13X、ZSM-5 3种不同分子筛的性能、处理效果及副产物。结果表明:3种分子筛的BET比表面积、穿透吸附量和饱和吸附量均表现为HY13XZSM-5;3种分子筛用于分子筛吸附—低温等离子体氧化均能100%去除甲苯,但最终的碳平衡和CO_2选择性以HY为分子筛时最好,以ZSM-5为分子筛时最差;ZSM-5分子筛条件下产生的副产物O_3和N_2O均最多,而HY分子筛条件下产生的副产物O_3和N_2O均最少。因此,对于分子筛吸附—低温等离子体氧化去除甲苯而言,HY作为分子筛时效果最佳,而ZSM-5作为分子筛时效果最差。     

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.     

沸石分子筛和活性炭吸附/脱附甲苯性能对比

考察了甲苯在NaY型沸石分子筛(简写为NaY)、13X型沸石分子筛(简写为13X)、Hβ型沸石分子筛(简写为Hβ)、MCM-22型沸石分子筛(简写为MCM-22)和ZSM-5型沸石分子筛(简写为ZSM-5)上的吸附/脱附性能,同时与椰壳活性炭(AC)的吸附/脱附性能进行对比.结果表明,各吸附剂对甲苯的平衡吸附量大小依次为:AC>NaY>Hβ>13X>MCM-22>ZSM-5,甲苯从吸附剂表面脱附难易程度依次为:AC>NaY、13X>Hβ>MCM-22>ZSM-5>ZSM-5对甲苯的平衡吸附量和吸附强度都最小,这是由于甲苯无法进入ZSM-5的内部孔道造成的;在低甲苯质量浓度(<1 000 mg/m3)时.NaY平衡吸附量超过AC,因此NaY更适合应用在低浓度有机废气吸附治理中,Langmuir吸附方程比Freundlich吸附方程更符合沸石分子筛吸附甲苯的行为.     

高湿度条件下疏水活性炭纤维对二氯甲烷的吸附

为了提高活性炭纤维在高含水率下对二氯甲烷气体的吸附回收性能,以道康宁184为试剂,通过气相沉积工艺在活性炭纤维表面制备疏水涂层,并表征其结构,评价其疏水和吸附性能。表面处理样品ACF-P250与水的接触角达到126°,SEM检测结果也证实其表面沉积了低表面能物质聚二甲基硅氧烷。采用自制的溶剂回收吸附装置对改性样品ACFP250和原样ACF-YY进行动态吸附实验,结果显示,同样在100%~110%含水率条件下,ACF-P250的动态吸附量高81.2%。     

基于岭脊分析的天然含铁锰矿改性优化及机制研究

采用水合肼法对天然含铁锰矿进行改性,并用岭脊分析法优化改性工艺,从而提高天然含铁锰矿的砷吸附去除性能。结果表明,水合肼投加量和高锰酸钾投加量对改性天然含铁锰矿的砷吸附性能有显著影响,岭脊分析得到的天然含铁锰矿最优改性条件为水合肼投加量1.5 mmol/g、H₂SO₄ 3 mol/L、高锰酸钾1.1 mmol/g,此条件下获取的改性天然含铁锰矿对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)去除率分别可达97.42%±0.06%、97.47%±0.48%,对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)饱和吸附容量分别为15.29、8.01 mg/g,均明显优于天然含铁锰矿。改性过程在溶解天然含铁锰矿中杂质的同时,也使得天然含铁锰矿表面活化,不仅提高了As(Ⅲ)氧化能力,也增大了As(Ⅴ)吸附作用。     

酸碱盐改性对活性炭吸附油气特征的影响

采用酸碱盐溶液浸渍方法对活性炭进行改性,探究了其吸附油气的特征,考察了改性后的活性炭对油气吸附量和穿透时间的影响,采用BET、SEM、XRD及FT-IR等方法对活性炭进行了表征。结果表明:改性后的活性炭孔结构和表面化学性质发生了明显的变化,2~#样品(醋酸改性)比表面积最大为1 264.33 m~2·g~(-1),碱改性活性炭对油气的吸附性能优于其他改性方法,3~#样品(氨水改性)吸附容量最高为0.279 g·g~(-1),拟合动力学速率常数k′值是0.096 3,5#样品(氢氧化钾改性)穿透时间最长为130 min;改性处理后,增加了活性炭表面的—OH与C=C含量,正丁烷主要以—CH_2基团吸附在吸附剂表面。在综合酸碱盐溶液改性的基础上,利用Yoon-Nelson动力学方程对吸附曲线进行拟合,评价改性活性炭对油气的吸附性能。以上研究结果可为活性炭吸附油气的工业应用提供参考。     

水热改性竹叶对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

将预处理后的竹叶经HClO_4、H_2SO_4、H_3PO_4水热改性,分别记为BLC、BLS、BLP。通过红外光谱及Boehm滴定法分析了改性竹叶表面结构,结果显示,水热酸改性后的吸附剂表面基团数量明显增加,其中以BLC吸附剂最为明显。考察水热酸浓度对改性竹叶吸附水中Cr(Ⅵ)能力的影响,其中以质量分数为20%的HClO_4改性后的BLC样品吸附能力最强。考察了BLC样品的投加量、pH等对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的影响,并开展了吸附动力学和等温吸附实验。结果表明,BLC吸附剂对Cr(Ⅵ)的去除率随pH的增大而降低,其吸附过程符合伪二级动力学方程,温度对吸附性能影响较小,吸附过程为Langmuir单分子层吸附。     

氨基化凹土对水中焦性没食子酸的吸附

采用氨基硅烷偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)改性凹凸棒石黏土(以下简称"凹土")为吸附剂,通过静态吸附研究其对模拟废水中焦性没食子酸的吸附性能。结果表明,γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性凹土能有效提高凹土的吸附性能,改性凹土吸附50 mL,浓度为100 mg/L焦性没食子酸较理想的条件为吸附剂用量0.4 g、吸附温度20℃、吸附时间40min、体系pH 5.2。通过静态吸附实验数据计算分析得知,拟二级动力学模型比拟一级动力学模型能更好地描述改性凹土对焦性没食子酸的吸附动力学行为,改性凹土对焦性没食子酸的吸附更符合Langmuir等温式,其饱和吸附量为19.861 mg/g。     

活性炭纤维低温脱除模拟烟气中的VOC

采用H2O2浸渍的修饰方法对ACF进行化学改性,并利用氮吸附等温线和XPS（X-ray photoelectron spectroscopy）的方法对ACF样品进行表征。通过在反应床上开展吸附实验,由此测定改性前后ACF脱除VOC（甲苯作为VOC的代表物）的效果,同时考察氧气、温度、水蒸气等因素对ACF脱除甲苯的影响。研究发现,改性使得ACF样品比表面积和孔容略有降低,但表面含氧官能团含量增加,吸附甲苯的能力也因此增强。当模拟烟气中O2浓度为5%时,ACF脱除VOC效果达到最佳,超过5%之后,氧的促进效果不再明显;温度40℃为最佳吸附温度;当烟气中加入水蒸气时,ACF对VOC的脱除效率降低。     

Ni-Y分子筛对燃料油中二苯并噻吩的吸附性能研究

以Y型分子筛为载体,采用液相离子交换法制备Ni-Y分子筛吸附剂。采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、低温液氮吸附法、X射线衍射(XRD)等手段对Ni-Y分子筛进行表征,使用静态吸附方法考察吸附条件对分子筛吸附燃料油中二苯并噻吩性能的影响,并使用Langmuir-Freundlich(L-F)方程对分子筛的吸附等温线进行拟合。结果表明,Ni2+离子的改性对分子筛的孔道结构影响不显著。吸附过程中,吸附时间、剂油比以及芳烃类物质的干扰,都对吸附效果有较大影响。利用L-F方程拟合,计算出25℃时Ni-Y分子筛对二苯并噻吩的饱和吸附量为72.9 mg/g。     

改性硅藻土的制备及其对硝基苯的吸附性能研究

对硅藻土采用酸煮、碱煮和超声预处理,在不同温度下焙烧,然后用氢氧化铁改性得到9种改性硅藻土样品,并研究了改性后样品在不同pH、吸附剂的量、吸附时间、吸附温度下对硝基苯模拟废水的吸附性能。结果表明,酸煮后500℃焙烧下用氢氧化铁改性的硅藻土改性效果最好,并且在pH为5、吸附剂的量为1.0g(以硝基苯溶液250mL计)、吸附时间为120 min、温度为50℃时去除率最高,可达到99.5%,较未改性前提高了50百分点。     

复合分子筛去除水中氟化物的研究

通过使用复合分子筛对模拟含氟水进行静态吸附实验,研究了复合分子筛对水中氟化物的吸附性能,并分析了吸附过程中温度、pH值和停留时间等因素对分子筛除氟效率的影响。结果表明,用80 g粒径0.9 mm的分子筛处理150 mL浓度为5 mg/L的模拟含氟水,分子筛的除氟效率达到90%以上,而同样条件下天然沸石和改性涂铁沸石的去除率分别为23.35%和80.69%。分子筛的除氟效率随着温度呈现先上升后下降的趋势,50℃时去除效率达到最高,为92.7%;在弱酸性条件下的去除率比碱性条件要高,在pH=4时去除率最大,为91.8%;停留时间初始阶段与去除率保持正相关,在45 min后反应达到平衡。分子筛的吸附速率符合二级动力学方程dqe/dt=k(qe-qt)2,吸附等温线符合Langmuir方程。     

硝酸氧化和负载铁氧化物改性活性炭催化臭氧化性能

采用硝酸氧化与硝酸铁负载对颗粒活性炭进行改性处理,研究了活性炭样品表面官能团的变化,分析了活性炭样品对酸性大红3R吸附和催化臭氧化能力,探讨了p H值与·OH捕获剂对催化臭氧化效果的影响。结果表明,硝酸改性后活性炭表面羧基、内酯基、酚羟基以及总官能团的含量均明显增加,其中羧基增幅最大;负载铁氧化物后,活性炭表面官能团数量有所降低。活性炭样品化学吸附性能随官能团含量的增加而增强。催化臭氧化对酸性大红3R的氧化降解效果明显优于单独臭氧化。增加表面官能团含量可以加速催化臭氧化反应,但反应速率随着表面官能团消耗而降低;负载金属组分具有更为稳定和有效的催化臭氧化活性。活性炭催化臭氧化性能在碱性条件下明显优于酸性条件,且随着p H值升高而提高。投加·OH捕获剂(Na2CO3)后,其对·OH的消耗使得催化臭氧化效果显著下降。     

表面活性剂改性4A分子筛对Cr(VI)的吸附行为

采用浸渍法对4A分子筛进行表面改性,通过引入阳离子表面活性剂,使4A分子筛表面附着季铵型阳离子,并与反离子Br-形成"阴离子交换膜",从而促使更多的Cr(VI)阴离子通过离子交换吸附到改性4A分子筛上,通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品的物相结构和组成进行表征分析。研究表明,表面活性剂的类型和疏水碳氢链结构会影响4A分子筛的吸附能力,十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)碳氢链长,在分子筛表面形成的双分子层密,对Cr(VI)的吸附量最大。采用准一级、准二级、Elovich和Bangham动力学模型对六价铬的吸附数据进行拟合,其中准一级动力学方程最符合十八烷基三甲基溴化铵改性分子筛的吸附行为。同时,分别从Langmuir和Redlich-Peterson等温吸附模型获得六价铬的最大吸附量为13.98 mg/g,且改性分子筛以均一表面吸附为主。     

CTMAB-改性矿化垃圾吸附苯酚性能的研究

文中研究采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对矿化垃圾进行改性,利用CTMAB-改性矿化垃圾对苯酚溶液进行吸附,在单因素法条件下得到其对苯酚最佳吸附条件为:(1)改性矿化垃圾吸附平衡时间为15 min;(2)改性矿化垃圾吸附性能均随着pH值升高而降低;(3)40℃以下温度对改性矿化垃圾吸附效果影响不大。本研究还进行了等温吸附方程拟合,并对矿化垃圾和CTMAB-改性矿化垃圾对苯酚的吸附条件和吸附性能进行了比较,结果表明,矿化垃圾和改性矿化垃圾对苯酚的吸附采用Langmuir方程和Freundlich方程拟合度较好,而Temkin方程拟合度较差,改性矿化垃圾吸附性能优于未改性矿化垃圾。     

污泥活性炭固定床吸附甲苯

采用ZnCl2化学活化法制备的污泥活性炭用于固定床吸附甲苯实验,研究了吸附剂床层厚度、甲苯初始浓度、气体线速等操作条件对其吸附性能的影响,并建立了污泥活性炭吸附甲苯的传质模型,计算不同操作条件下的传质区长度和物质总传质系数。结果表明,当床层厚度从3 cm增加到7 cm,传质区长度基本不变,物质总传质系数增加了66.66%;当甲苯初始浓度增大3.36倍,传质区长度增加了17.19%,而物质总传质系数降低了22.05%;在实验流速范围内,气体线速变为原来的2倍,物质总传质系数增加了65.27%,说明污泥活性炭对甲苯吸附属于外扩散控制。     

硫酸改性麻黄废渣对Cu~(2+)的吸附研究

用硫酸对麻黄废渣进行化学改性,制备改性麻黄废渣,并用于模拟废水中Cu2+的吸附。通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和官能团滴定等方法对改性麻黄废渣进行表征;采用静态吸附实验,考察了溶液pH、吸附剂用量、吸附时间等对吸附效果的影响。结果表明,麻黄废渣改性后,酸性基团数量明显增加,羟基和羧基也均有大幅度的增加,表面比改性前变得粗糙和疏松多孔,表面积增大,更有利于对Cu2+的吸附。室温(25℃)下改性麻黄废渣吸附Cu2+的较佳条件为:溶液pH 5.0、吸附时间60min、改性麻黄废渣用量4g/L。改性麻黄废渣对Cu2+的吸附可以用准二级动力学方程描述,Cu2+的饱和吸附量为2.20mmol/g,与改性前(1.49mmol/g)相比有明显提高。改性麻黄废渣吸附—解吸附循环使用5次中,Cu2+的平均解吸率达到83%左右,麻黄废渣平均再生率达到94%以上,经5次循环使用,Cu2+吸附率仍可达到99.46%,说明改性麻黄废渣具有良好的重复利用性能。