ZSM-5沸石的吸附性能和微孔体积填充理论适用性的研究

用真空重量法测定了自制的ZSM-5沸石对苯(20—300℃)和水(20—200℃)的吸附等温线;比较了用或不用有机胺合成的该沸石的吸水性能;探讨了微孔体积填充理论(TVFM)对沸石—蒸气体系的适用性。对ZSM-5—C_6H_6和ZSM-5—H_2O体系分别给出n值为1.3和0.9的指数式吸附平衡方程,并在较宽温度和填充率范围内计算吸附等温线和用这种新的形式确定沸石微孔体积,得到了与实验值较为一致的结果。     

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。     

CXN天然沸石的研究Ⅱ.吸附性质

采用N2,NH3,CO2,乙烯,丙烯,水,甲醇,乙醇,丙醇等作为吸附剂,研究了由我国CXN天然沸石改性制得的H-STI和Na-STI沸石的吸附性质,H-STI和Na-STI沸石的BET表面积及微孔孔体积约为420m2/g和0.20m3/g.根据NH3和CO2在H-STI沸石上的吸附等温线计算得到它们的吸附热分别为44.8和26.5kJ/mol.乙烯,丙烯,甲醇,乙醇,丙醇等在Na-STI沸石上的吸附等温线表明该沸石对有机分子的吸附具有链长选择性.在低分压下水相对于甲醇的吸附量表明沸石具有一定的疏水性质.     

CXN天然沸石的研究2: 吸附性质

采用N~2,NH~3,CO~2,乙烯,丙烯,水,甲醇,乙醇,丙醇等作为吸附剂,研究了由我国CXN天然沸石改性制得的H-STI和Na-STI沸石的吸附性质,H-STI和Na-STI沸石的BET表面积及微孔孔体积约为420m^2/g和0.20m^3/g。根据NH~3和CO~2在H-STI沸石上的吸附等温线计算得到它们的吸附热分别为44.8和26.5kJ/mol。乙烯,丙烯,甲醇,乙醇,丙醇等在Na-STI沸石上的吸附等温线表明该沸石对有机分子的吸附具有链长选择性。在低分压下水相对于甲醇的吸附量表明沸石具有一定的疏水性质。     

CXN天然沸石的研究2: 吸附性质

采用N~2,NH~3,CO~2,乙烯,丙烯,水,甲醇,乙醇,丙醇等作为吸附剂,研究了由我国CXN天然沸石改性制得的H-STI和Na-STI沸石的吸附性质,H-STI和Na-STI沸石的BET表面积及微孔孔体积约为420m^2/g和0.20m^3/g。根据NH~3和CO~2在H-STI沸石上的吸附等温线计算得到它们的吸附热分别为44.8和26.5kJ/mol。乙烯,丙烯,甲醇,乙醇,丙醇等在Na-STI沸石上的吸附等温线表明该沸石对有机分子的吸附具有链长选择性。在低分压下水相对于甲醇的吸附量表明沸石具有一定的疏水性质。     

杂原子ZSM-11沸石的合成

由M_2O_3·Na_2·SiO_2·TBA~+·H_2O(M=B,Al,Ga,In)体系,水热合成了(M)ZSM-11及Silicalite-2等ZSM-11组构的沸石,并对BZSM-11及AIZSM-11沸石的生成区域进行了考察。通过各样品的晶胞容量及晶胞参数随M原子在单位晶胞中所占原子数呈线性变化的特点,证明了M原子处于骨架原子位置,且在骨架中的分布是随机的,没有方向性。通过对影响沸石合成因素的考察,找出了合成纯ZSM-11沸石的实验条件,提出了低聚层传质模型,可以满意地解释各种实验现象。     

四元交互体系Li~+,Mg~(2+)/SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O25℃溶解度和溶液物化性质的研究

研究了Li~+,Mg~2+/SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O四元交互体系25℃时的溶解度和溶液的密度及折光率.四种原始组份未发生脱水作用,体系中也没有复盐或固溶体形成.体系25℃溶解度等温线由五段组成,有四个结晶区,分别对应于四种原始组份,其中以MgB_4O_7·9H_2O的结晶区最大.溶解度等温线上有两个零变量点,其一为MgB_4O_7·9H_2O,MgSO_4·7H_2O,Li_2SO_4·H_2O三盐共饱点,另一为MgB_4O_7·9H_2O,Li_2B_4O_7·3H_2O,Li_2SO_4·H_2O三盐不相称共饱点.     

无有机胺体系中高硅ZSM-5沸石的一步合成

在无有机胺模板剂和不加晶种体系中,采用较低晶化温度(130℃),在水热体系中一步合成了形貌均一的板块状高硅ZSM-5沸石(n_(SiO_2)/n_(Al_2O_390)。系统地考察了合成体系中原料的物质的量之比对合成ZSM-5沸石的影响。通过X射线衍射(XRD),傅里叶红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM),低温氮气吸附/脱附和固体核磁共振(~(29)Si MAS NMR)等技术手段对合成的ZSM-5沸石进行了物化表征。结果表明,当原料的物质的量之比n_(C_2H_5OH)/n_(SiO_2)=2.8、n_(Na_2O)/n_(SiO_2)=0.14和n_(SiO_2)/n_(Al_2O_3)=150时,可合成具有高结晶度的ZSM-5纯相沸石。比表面积和微孔孔容分别为409 m~2·g~(-1)和0.14 cm~3·g~(-1),其骨架n_(SiO_2)/n_(Al_2O_3)达到96.4。     

纤维催化剂的孔结构特征Ⅱ．碳纤维载体的孔结构研究

测量了不同氧化深度的三类碳纤维(丙烯腈长丝、丙烯腈碳毡和粘胶碳毡)的低温氮吸附等温线。Pickett修正三参数BET方程能很好地关联这些等温线,三类碳纤维具有不同的n值。应用V—n作图法获得了它们的主要孔结构参数,利用Mp—Wp和D-R—Wp的组合方法获得了它们的孔分布数据。结果指出,总表面积、总孔体积、微孔表面积和微孔体积的大小与碳化温度和碳化原料有关,并且随氧化深度而增加;但非微孔表面积基本保持恒定,约为4—12m~2/g。微孔分布的最可几孔半径随氧化深度增加而减小,各类样品的非微孔分布几乎落在同一条孔分布曲线上。     

合成高硅铝比的ZSM-5沸石的新过程

ZSM-5沸石是美国Mobil公司最早在(TAA)__2O—Na_2—Al_2O_3—SiO_2—H_2O体系中合成的,其SiO_2/Al_2O_3比可在相当大的范围内变化。1977年美国联合碳化物公司从上述体系不加铝合成了纯硅沸石,称做“Silicalite”,具有与ZSM-5沸石相同的骨架结构,被认为是ZSM-5沸石系列的最后一个成员.由于它基本上不含铝和基本上没有阳离子位置,所以显示有高度的亲有机物和疏水特征,能够将有机物从水中分离出来.     

M（Ⅲ）X（Ⅴ）O4型微孔晶体研究：GaPO4—Cn系列的合成与结构

在(0.5～3)R·Ga_2O_3·(1.0～1.5)P_2O_5·(25～100)H_2O体系内,通过150～200℃、1～20天水热晶化合成了12种磷酸镓微孔晶体GaPO_4-C_n(n=1～12)。该晶体经400～500℃下脱模板剂(R)后,对水、乙醇、正己烷、环己烷有不同程度的吸附,对水的吸附等温线具有分子筛的吸附特征,报道了GaPO_4-C_3,-C_4,-C_7的单晶结构分析结果,并结合前人工作对此类新型微孔晶体结构与合成规律的特点进行了探讨。     

硅磷酸铝分子筛SAPO-11，SAPO-34和SAPO-20的合成

Lok等首先合成了一类新的硅磷酸铝分子筛,SAPO-n.这类分子筛包括13种三维微孔骨架结构,其孔大小为3—8A,孔体积(H_2O)为0.18—0.48cm~3/g,它包括了沸石分子筛孔大小和孔体积的全部范围.这类分子筛的开发,开拓了分子筛材料的一个新     

在30℃时K_2CO_3-K_2SO_4-K_2B_4O_7-H_2O体系的溶解度等温线

1.用等温法测定在30℃时K_2CO_3-K_2SO_4-H_2O,K_2B_4O_7-K_2CO_3-H_2O和K_2B_4O_7-K_2SO_4-H_2O三个三元体系的溶解度等温线.在上述体系中存在K_2CO_3·3/2H_2O,K_2SO_4和K_2B_4O_7· 4H_2O固相. 2.研究在30℃时K_2CO_3-K_2SO_4-K_2B_4O_7-H_2O四元体系的溶解度等温线.相图中只有K_2SO_4和K_2B_4O_7·4H_2O两个有效相区.     

十六烷基三甲基溴化铵修饰P型沸石吸附水中直链烷基苯磺酸钠的研究

通过使用碱液对天然斜发沸石(Z)进行处理制得P型沸石(PZ), 再用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对Z和PZ进行修饰, 制得有机改性沸石ZC和PZC, 对比考察了ZC和PZC对直链烷基苯磺酸钠(LAS)的吸附性能. 实验结果表明, 制得的PZ硅/铝比为2, 比Z(4.85)降低58.8%; PZ的零净电荷点、 比表面积、 孔径和孔容均高于Z; 吸附平衡时间为4 h. 当pH=2时, ZC和PZC对LAS吸附量达到最高, 吸附数据符合Langmuir准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程, 饱和吸附量(q_m)分别为12.658和27.100 mg/g, 吸附过程主要为单分子层的化学吸附, PZC的吸附速率常数大于ZC, 具有更好的动力学性能.     

垮越临界温度的分子筛吸附: 微孔体积填充理论的适用性

用高真空重量法测定了NaX分子筛对不同吸附质NH3, H2O, C2H5OH等的吸附等温线, 用微孔体积填充理论对吸附等温线进行非线性拟合, 得到满意结果。表明该理论不但可扩展到以静电场为主的吸附体系, 还可适用于吸附温度高于吸附质临界温度的吸附体系。计算结果表明, NaX吸附不同吸附质测得的极限空腔体积基本相同, 且与结构分析得到的空腔体积一致, 进一步表明微孔体积填充理论对该体系的适用性。计算了各种吸附质的极限吸附量, 以及某填充度下的蚊分吸附热随着温度的变化趋势。可为固体吸附式制冷系统的设计与制造提供理论依据及有关掺数。     

垮越临界温度的分子筛吸附: 微孔体积填充理论的适用性

用高真空重量法测定了NaX分子筛对不同吸附质NH3, H2O, C2H5OH等的吸附等温线, 用微孔体积填充理论对吸附等温线进行非线性拟合, 得到满意结果。表明该理论不但可扩展到以静电场为主的吸附体系, 还可适用于吸附温度高于吸附质临界温度的吸附体系。计算结果表明, NaX吸附不同吸附质测得的极限空腔体积基本相同, 且与结构分析得到的空腔体积一致, 进一步表明微孔体积填充理论对该体系的适用性。计算了各种吸附质的极限吸附量, 以及某填充度下的蚊分吸附热随着温度的变化趋势。可为固体吸附式制冷系统的设计与制造提供理论依据及有关掺数。     

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。     

高交联双酯树脂制备、表征及性能研究

聚双甲基丙烯酸乙二醇酯(PEGDMA)大孔吸附树脂是一类含酯基的中极性吸附剂,通过调节致孔剂的种类和比例,制备了一系列均聚PEGDMA及EGDMA-DVB共聚物双酯树脂.用简易BET低温氮吸附法测定了树脂的比表面积.结果表明,甲苯作致孔剂制备的PEGDMA树脂比表面积在单体:致孔剂(体积比)为1:1~1:2时变化不大,甲苯致孔剂量增大所得树脂在各种溶剂中的溶胀率增大;EGDMA-DVB共聚物双酯树脂的比表面积随DVB量增加稍有下降.以苯酚和苹果多酚为吸附质研究了该系列树脂对极性有机分子的吸附行为与吸附机理,静态吸附等温线数据分析结果表明,制备的树脂与2种商品树脂(XAD-7和HP2MG)比较,树脂ED2-T对苹果多酚的平衡吸附量超过了商品树脂,初始浓度Co=1.1935mg/mL时,ED2-T树脂的平衡吸附量为135mg/g,XAD-7和HP2MG分别为113mg/g和120mg/g.树脂对苹果多酚的吸附等温线与Langmuir方程拟合较好,对苯酚的吸附Freundlich方程拟合得更好.     

CXN天然沸石的研究Ⅰ.离子交换与结构性质表征

采用离子交换和焙烧等方法,对我国CXN天然沸石(STI型)进行改性.应用化学分析,粉末XRD,TG/DTA,~(27)Al MAS NMR,~(29)Si MAS NMR,低温N_2吸附等方法表征相关的结构、离子交换等性质.CXN沸石的晶胞组成Na_(0.2)Mg_(0.1)Ca_(8.4)[Al_(17.2)Si_(54.8)O_(144)]·65H_2O,属富钙型.经离子交换脱出Ca~(2 )后的沸石在焙烧过程中伴随有骨架脱铝,骨架的热稳定性已由原样的500℃以下提高到700℃以上.交换改性后的沸石,呈现反映该沸石微孔特性的Ⅰ型氮吸附等温线.     

新型环形聚阴离子[{WO(H_2O)}_3(AsW_8O31)_3]~21-的结构及表征

在pH=3.0的水溶液中，Na_2WO_4·2H_2O与NaAsO_2·6H_2O和NH_4Cl反应，得 到了新的杂多钨酸盐(MH_4)_19Na_2[{WO(H_2O)}_3(AsW_8O31)_3]·45H_2O单晶， 用X射线单晶衍射法及元素分析确定了其结构，晶体属单斜晶系，空间群C2/c，晶 胞参数为：a=3.1165(11)nm, b=1.7388(7)nm, c=2.2789(9)nm, β=97.342(6)°, V=12.248(8)nm~3, Z=4, R_1=0.0571,wR_2=0.0741[I＞2σ(I)]. 环型聚阴离子 [{WO(H_2O)}_3(AsW_8O31)_3]~21-是由三个{WO(H_2O)}桥连三个新发现的 {AsW_8O31}单元构成的，环聚离子[{WO(H_2O)}_3(AsW_8O31)_3]~21-具有近似D_ (3h)对称性。对该化合物还进行了~183W NMR, IR和TG表征。