硅沸石完美骨架上的吸附Ⅲ.氯氟烃在MFI和FAU上的吸附热

测定不同温度下三种氯氟烃F-11(CFCl3),F-12(CF2Cl2)和F-22(CHF2Cl)在疏水高硅MFI和FAU沸石上的吸附等温线,以研究其吸附热效应。根据Clapeyron-Clausius方程,由吸附等温线,计算不同覆盖度C的等量吸附热Qst(C)和平均吸附热Qst^*(△Ha)。上述吸附质在两种沸石上吸附热的大小顺序均为：△Ha(MFI)＞△Ha(FAU)。在同种沸石上,吸附热的大小顺序为：△Ha(F-11)＞△Ha(F-12)＞△Ha(F-22).298K时的吸附等温线和△Ha的变化趋势显示,对能允许氯氟烃分子自由进出其孔道的FAU沸石,吸附质分子越大,低分压吸附量(V)越大,吸附热(△Ha)也越大。而孔道对吸附质分子有空间限制作用的MFI沸石,其吸附热、分子尺寸与饱和吸附量(Vm)间关系比较复杂。选择去除氯氟烃的沸石吸附剂应综合考虑△Ha与饱和吸附容量Vm。     

硅沸石完美骨架上的吸附Ⅱ.乙胺、正戊烷、乙醇在 FAU型沸石上的吸附热

用测定吸附等温线法研究乙胺、正戊烷和乙醇在疏水高硅FAU沸石上的吸附热效应。根据Clapeyron-Clausius方程,处理吸附等温线,得到不同覆盖度C(C=被吸附分子数/晶胞)的等量吸附热Qst(C)(一定覆盖度C时由Clapeyron-Clausius方程计算的吸附热)及平均等量吸附热Qst^*(一定温度区间里等量吸附热Qst的平均值),以及Qst^*与沸点蒸发热△Hv的差值△H1(定义为相互作用强度△H1=Qst^*-△Hv)。所研究的三种有机分子的△H1的次序为△H1(乙胺)>△H1(正戊烷)>>△H1(乙醇)。这与AT值(定义为脱附温度Td与吸附质的沸点温度Tb的差值,无需单位)有正相关关系。由AT值观察到的高硅FAU沸石Si-O骨架与被吸附乙胺之间可能存在的强相互作用、为本研究测定的热力学定量数据△H1值所证明。     

全硅沸石上有机吸附物亲和性指数的研究

用热分析技术，研究含有不同官能团的有机吸附质分子如：直链烷烃、直链烷 基胺、直链烷基醇等，在结构完美全硅FER,MFI, FAU沸石孔道中的程序升温脱附行 为，测定它们在这些沸石上的吸附量及亲和性指数A_T值，研究孔道半径对亲和性 指数A_T值的影响。结果表明，与沸石Si-O骨架“亲”性强的吸附质的Ar值，随孔 道半径的减小而降低；“憎”性强的的吸附质的Ar值与孔道半径的关系，则呈相反 趋势。     

水分子在HZSM-5沸石原子簇上吸附的密度泛函研究

运用基于广义梯度密度泛函理论的BLYP方法研究了水分子在HZSM-5沸石原子簇不同孔道中的吸附前后的结构.结果表明水分子与HZSM-5沸石原子簇相互作用时,电子由水分子向沸石骨架转移.一个水分子吸附于HZSM-5的直孔道、扭曲孔道和交叉孔道Br(o)nsted酸位上时,均形成较稳定的中性络合物的结构,但是在不同沸石孑L道的吸附热不一样,大小顺序分别为交叉孔道＞直孔道＞扭曲孔道.当有两个水分子被吸附时,不同沸石孔道Br(o)nsted酸位上中性络合物的结构与离子性络合物的结构均有存在.     

1,5-己二烯在几种沸石上的吸附热化学研究

测过了吡啶、己烯和1,5-己二烯在NaY,CaY,HY和 USY等沸石上的微分吸附热和相应的红外谱图。结果表明,烯烃吸附热的大小是由沸石表面酸中心的性质和吸附质分子的性质共同决定的。沸石表面的酸性强,气体分子中的活性部位(如双键)多,则吸附热大。当1,5-己二烯吸附时,吸附分子可以占据两个活性中心,分步打开两个或一个双键。通过分子内或分子间的活化,发生异构或聚合反应。因此,吸附初始阶段的量热曲线上出现双峰,整个微分吸附热曲线呈波浪状。     

短链烷烃二元混合物在分子筛上吸附分离的分子模拟

用巨正则是系综Monte Carlo(GCMC)与构型偏倚(CBMC)相结合的方法模拟了 MFI分子筛对甲烷-丙烷、乙烷-丙烷体系(300K，345kPa)的吸附平衡，模拟结果与 文献实验结果相吻合，分别模拟了FER，ISV，MEL，MFI，MOR，TON等六种分子筛对 甲烷－丙烷、乙烷－丙烷体系（300K，345kPa）的吸附，得出甲烷－丙烷体系中分 子筛对较长链烷烃的选择性大小顺序（气相乙烷摩尔分数为0.5时）为ISV＞MEI＞ MEL＞FER＞TON＞MOR,对乙烷－丙烷体系选择性大小顺序（气相乙烷摩尔分数为0. 5时）为ISV＞MOR＞MFI＞FER＞MEL＞TON. MOR型分子筛对两个不同体系的吸附行为 表现出明显的不同，两个体中ISV的吸附量均最大，MFI，MEL，FER次之，此三种分 子筛具有相拟的吸附量，MOR和TON型分子筛吸附量较低。     

分子模拟噻吩、苯、正己烷混合物在MFI和MOR中的吸附行为

采用GCMC方法模拟了噻吩-苯二元组分和噻吩-苯-正己烷三元组分在MFI和MOR沸石中的吸附分离性能. 结果表明, 对于噻吩-苯二元体系, 在MFI孔道中, 噻吩分子比苯分子都优先定位于孔道的交叉部分, 当总压升高时, 苯的吸附量增加, 噻吩的吸附量保持不变, 苯分子被噻吩分子“挤”到直型孔道之中, 该二元体系符合Clark等提出的竞争吸附模型. 而对于在MOR中的吸附, 噻吩和苯分子没有表现出明显不同的优先吸附位, 符合Clark等提出的体积填充模型. 对于噻吩-苯-正己烷三元体系, 在MFI沸石中, 正己烷的吸附量最大, 噻吩和苯的吸附量很小. 而对于MOR沸石, 噻吩的吸附量最大, 苯和正己烷的吸附量小, 对于这三种较大尺寸的分子, 只能位于MOR主孔道中, 当存在着少量的正己烷分子时, 就影响到了苯的吸附, 而正己烷对噻吩在MOR孔道中填充的影响要比苯小, 噻吩的吸附量影响不大.     

若干吸附理论对在ZSM-5沸石上吸附的适用性

测定了饱和烃和不饱和烃分子在一价阳离子交换型ZSM-5沸石分子筛上的吸附等温线。探讨了微孔体积填充理论、Wilkins方程和Langmuir吸附理论对以上吸附体系的适用性;测得的吸附等温线用最小二乘法和解线性方程组借助电子计算机进行拟合得出相应的回归方程。实验结果表明,Langmuir吸附理论能较好地描述环己烷在氢型和碱金属阳离子交换型ZSM-5沸石上的吸附体系,计算出的极限吸附量a_o值与实验值相符,但对其他体系未得满意结果:二常数的Wilkins方程可用于求算吸附体系的初始吸附热,并能较好地描述等温线的低压部分;与以上各理论比较,微孔体积填充理论能更满意地表征我们所研究的吸附体系,籍以计算了极限吸附量a_o,分布级数n和特征吸附功E值三个物理常数,并为一价阳离子交换型ZSM-5沸石上对苯和环己烷等分子的吸附作用主要是色散力作用提供有力依据。     

高硅FAU沸石与甲胺吸附物的相互作用

合成高硅沸石中所用的模板剂胺类分子与沸石骨架 Si—O基团间的相互作用机理尚不清楚 .迄今为止 ,沸石与吸附胺之间的相互作用的研究还只限于测定沸石酸性质 [1,2 ]、表面羟基活性位或了解模板分子在沸石骨架中的位置和状态 [3,4 ] .甲胺、乙胺在骨架完美的高硅 FAU(Y型 )沸石上的亲和性指数 AT 值 ,即被吸附有机物脱附峰温与该有机物的沸点之差分别高达 1 60与 1 5 0℃[5] .而在高硅 MFI(Silicalite-1 )沸石上为 1 60与 1 2 7℃ [6 ] .与大多数有机物不同 ,被吸附的胺类脱附时的吸热效应十分明显 .上述现象表明胺与高硅沸石骨架 O2 -…     

C4烃在FAU、BEA、LTL型分子筛中吸附的蒙特卡罗研究

应用蒙特卡罗(MC)模拟方法研究了1,3-丁二烯、1-丁烯、正丁烷三种C4烃在FAU、BEA、LTL三种分子筛中的吸附行为. 模拟分别得到了298 K时这些C4烃的纯组分在分子筛中的吸附等温线、吸附质分布和吸附热. 结果表明, 在饱和吸附状态下这些C4烃在FAU分子筛中的吸附量最大, 在BEA分子筛中的吸附量居中, 在LTL分子筛中的吸附量最少. 对于同一种分子筛来说, 正丁烷在其中的等量吸附热最大, 1-丁烯居中, 1,3-丁二烯最小. 对于同一种C4烃来说, 它在LTL分子筛中的吸附热与在BEA分子筛中的吸附热相近, 并且高于在FAU分子筛中的吸附热. 还模拟了543 K、2.0 MPa时这些C4烃的三元混合组分在分子筛中的吸附, 发现正丁烷的吸附量占的比例最大, 1-丁烯居中, 1,3-丁二烯最少.     

二氧化锡纳米粒子在高硅TON，MFI和FAU型沸石外表面的形成和聚集

将高硅TON, MFI和FAU沸石分别浸渍于SnCl₂溶液，再于873 K温度下焙烧，在高硅TON,MFI和FAU沸石外表面制备出二氧化锡纳米粒子。用XRD和SAED表征生成物的物相，TEM表征形成二氧化锡纳米粒子的形貌、尺寸和聚集状态。结果显示：在TON, MFI和FAU沸石外表面形成二氧化锡纳米粒子的尺寸分别在8 nm, 10-80 nm和6 nm。在室温下用40%的氢氟酸分解SnO₂-TON和SnO₂-MFI分别得到二氧化锡微胶囊和网状的二氧化锡纳米结构。同在NaY沸石表面形成的纳米二氧化锡比较，在具有一维孔道体系的TON沸石和二维孔道体系的MFI沸石外表面形成的纳米二氧化锡的形貌与聚集状态都不相同，这表明沸石的骨架类型、表面结构与特性在沸石外表面形成二氧化锡纳米结构时起重要作用。     

ZrO2负载碳纳米管吸附去除水中氟的研究

以ZrO2负载多壁碳纳米管(ZrO2-MWCT)为吸附剂,系统研究了其对水中F-的吸附、脱附性能。结果表明,F-在ZrO2-MWCT吸附剂上的吸附等温线可以用Freundlich方程模拟,吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附速率随着F-初始浓度的提高而减低。当pH为4~5时,F-在ZrO2-MWCT吸附剂上的吸附量最大。水中阴离子的存在降低ZrO2-MWCT对F-的吸附量,不同阴离子对F-影响的大小顺序为:CO32->SO42->Cl->NO3-。吸附饱和的ZrO2-MWCT可用0.1mol/L的NaOH脱附再生,经4次再生后,其吸附量仍为14.55mg/g。     

甲苯在多级孔丝光沸石上的吸附平衡和吸附动力学

为了考察多级孔丝光沸石中介孔的存在对丝光沸石吸附平衡和动力学的影响,选择甲苯分子作为探针分子,对其在具有不同介孔孔隙度的多级孔丝光沸石上的吸附等温线和吸附动力学曲线进行了测试。结果表明,甲苯在多级孔丝光沸石上的吸附等温线可以很好地用双位Toth吸附模型进行描述,由拟合参数以及亨利常数（K_H）和初始吸附热（Q_st）的计算得知,相对于微孔丝光沸石,介孔的引入增大了甲苯在丝光沸石内的吸附量,但减弱了甲苯与沸石表面的相互作用力;另外,甲苯在多级孔沸石表现出高的吸附速率,并随介孔孔隙度的增加而增大,反映了沸石内介孔的存在可有效促进沸石的传质能力。     

CO_2、CH_4在全硅MFI和MFI(2Na~+)沸石吸附的分子模拟

采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法研究了CO2、CH4在全硅MFI沸石和MFI(2Na+)沸石中的吸附行为,计算获得了CO2、CH4在两种架构中的吸附等温线、吸附能量分布曲线和粒子云分布图,结果表明,CO2、CH4纯组分在较低压力下即有较高的吸附量,并且吸附量随压力的升高而增加,随温度的升高而小幅减少,其混合组分在两架构中均发生明显的竞争吸附行为;Na+的存在可提高MFI型沸石对CO2的吸附能力并改善其选择性。     

ZSM-5沸石分子筛的吸附性能

对ZSM-5沸石分子筛的吸附性能进行了研究。测定了环己烷、正己烷、苯和水分子在ZSM-5沸石上的吸附等温线;发现室温下环己烷分子的吸附受到阳离子的空间障碍作用。计算了ZSM-5佛石单胞中的吸附分子数、等量吸附热、微分吸附功和微分吸附熵等值。吸附热曲线表明ZSM-5沸石分子筛的表面是不均匀的。     

SAPO-34上甲醇及二甲醚吸附等温线及吸附热测量与分析(英文)

在25,60和100°C下分别测定了甲醇及二甲醚在SAPO-34分子筛上的吸附等温线,同时用微量热法测定了微分吸附热与覆盖率的关系曲线(量热线),提出了吸附数据需要利用双吸附位Langmuir方程拟合,并获取了相应的吸附参数.对比测得的吸附等温线与量热线发现,在一定压力下,当甲醇及二甲醚在SAPO-34上达到一定吸附量后,随着吸附质分压增加,量热线快速下降,而吸附等温线显示出吸附量仍然继续增加.由此推断,在SAPO-34分子筛上存在两种吸附位——常规吸附位及弱吸附位,其中弱吸附位在高分压下继续吸附.如缺乏量热数据提供的常规吸附位饱和吸附量数据,对吸附等温线进行单吸附位拟合获取吸附参数极易导致错误结果,尤其是当吸附质分压较高时.建议采用双吸附位Langmuir方程,参照量热线提供的常规吸附位的饱和吸附量,通过拟合可以获得两种吸附位的吸附参数.     

硅沸石完美骨架上的吸附1: 乙胺/FAU型沸石相互 作用

采用核磁、红外、XRD研究了FAU硅沸石与吸附的乙胺之间的相互作用,XRD谱显示乙胺的吸入导致沸石晶胞收缩、对称性改变,立方变四方。^2^9SiMASNMR上,FAU硅沸石的单峰分裂成四重峰,同时骨架的红外吸收峰移向低频。这些结果表明,FAU骨架与吸附的乙胺之间存在着强烈的相互作用。     

硅沸石完美骨架上的吸附Ⅰ.乙胺/FAU型沸石相互作用

采用核磁、红外、XRD研究了FAU硅沸石与吸附的乙胺之间的相互作用,XRD谱显示乙胺的吸入导致沸石晶胞收缩、对称性改变,立方变四方.29Si MAS NMR上,FAU硅沸石的单峰分裂成四重峰,同时骨架的红外吸收峰移向低频.这些结果表明,FAU骨架与吸附的乙胺之间存在着强烈的相互作用.     

氢气在Na-MAZ和Li-MAZ沸石原子簇上的吸附

采用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)/PBE(Perdew-Burke-Ernzerhof)交换相关泛函和双数值基加p极化(DNP)基组对氢气分子在Na-MAZ和Li-MAZ沸石原子簇上的吸附进行了研究, 计算得到吸附复合物的平衡几何结构参数、振动频率以及吸附能等数据. 结果表明: MAZ沸石中存在四个稳定的吸附位点, 分别为SI′、SI″、SII′和SII″位点; 氢气分子在Na-MAZ沸石的SII″位点吸附时最稳定, 而在Li-MAZ沸石中, 氢气分子处于SI″和SII″位点时最稳定. 吸附能越大, 氢气分子键长越长, 振动频率减少也越多. Li-MAZ沸石对氢气的吸附能力要明显强于Na-MAZ沸石的吸附能力, 理论上Li-MAZ沸石具有更高的氢气储量, 可能是一种潜在的储氢材料.     

硅沸石完美骨架上的吸附1: 乙胺/FAU型沸石相互 作用

采用核磁、红外、XRD研究了FAU硅沸石与吸附的乙胺之间的相互作用,XRD谱显示乙胺的吸入导致沸石晶胞收缩、对称性改变,立方变四方。^2^9SiMASNMR上,FAU硅沸石的单峰分裂成四重峰,同时骨架的红外吸收峰移向低频。这些结果表明,FAU骨架与吸附的乙胺之间存在着强烈的相互作用。