活性炭纤维吸附脱除硫化氢研究进展

从活性炭纤维(ACF)的结构特点、未改性ACF吸附H2S和改性ACF吸附H2S三方面综述了国内外对ACF吸附H2S的研究进展。归纳了ACF的改性方法、ACF吸附H2S的反应机理和动力学研究。总结了相对湿度、原料气组成、生成物和改性方法等工艺条件对ACF吸附H2S性能的影响。展望了改性ACF吸附脱除H2S的研究前景。     

脱除低浓度硫化氢的改性活性炭纤维的再生研究

用改性的活性炭纤维（ACF）脱除低浓度的H2S是一种十分有效的方法,但脱硫后的改性ACF容易达到脱硫饱和而失活。用溶剂再生和气体热再生的方法可以对失活后的改性ACF进行再生。在固定床反应器上考察了再生后ACF的脱硫性能。实验结果表明,与溶剂再生相比,气体热再生是更有效的再生方法。不同再生方法的效果的不同,是由ACF脱除H2S的反应机理的不同和再生机理的不同造成的。     

改性活性炭纤维脱除低浓度COS后的再生研究

分别用溶剂再生和气体热再生的方法对脱低浓度氧硫化碳(COS)失活后的改性活性炭纤维(ACF)进行再生。考察了再生后的改性ACF的脱硫性能,研究再生时间、再生温度等对ACF再生效果的影响。结果表明,溶剂再生和气体热再生都有效果。其中,溶剂法中用水再生的效果较好;气体热再生中用N2再生的效果较好。     

Effect of SO2 and NO on removal of VOC from simulated flue gas by activated carbon fibers at low temperature

采用H2O2浸渍的方法对活性炭纤维(ACF)进行改性,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.通过实验测定改性前后ACF脱除VOC(甲苯作为VOC的代表物)的效果,同时考察二氧化硫( SO2)和一氧化氮(NO)对ACF脱除甲苯的影响.研究发现,双氧水浸渍改性对ACF的BET表面积和孔容没有影响,但使得ACF样品表面的含氧官能团含量大量增加.实验数据也表明,SO2和NO对VOC在ACF上的吸附具有抑制作用,且随着两者浓度的增加,抑制作用也增强.研究还发现,SO2和NO同时存在比单一的SO2或NO对VOC在ACF上吸附的抑制作用更为明显.     

改性活性炭脱除含CO2原料气中低浓度SO2的研究

用浸渍法分别得到含5%Na2CO3、5%NaHCO3、5%NaOH(质量比)的改性活性炭。研究了改性活性炭在含CO2原料气中的脱硫性能。在固定床反应器上考察了有氧条件下浸渍剂、反应温度和原料气湿度对SO2的脱除影响。分别在常温(25℃)和高温(350℃)下详细考察了原料气中的CO2含量对活性炭脱硫性能的影响。实验表明,常温(25℃)下,CO2的存在对活性炭脱硫有不利的影响;高温(350℃)下,CO2的存在对活性炭脱硫有促进作用。     

SO2和NO对ACF低温脱除模拟燃煤烟气中VOC的影响

采用H₂O₂浸渍的方法对活性炭纤维(ACF)进行改性,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。通过实验测定改性前后ACF脱除VOC(甲苯作为VOC的代表物)的效果,同时考察二氧化硫(SO₂)和一氧化氮(NO)对ACF脱除甲苯的影响。研究发现,双氧水浸渍改性对ACF的BET表面积和孔容没有影响,但使得ACF样品表面的含氧官能团含量大量增加。实验数据也表明,SO₂和NO对VOC在ACF上的吸附具有抑制作用,且随着两者浓度的增加,抑制作用也增强。 研究还发现,SO₂和NO同时存在比单一的SO₂或NO对VOC在ACF上吸附的抑制作用更为明显。     

V2O5/ACF催化剂低温下选择性催化还原NO的机理

将V2O5担载在活性炭纤维(ACF)上制得V2O5/ACF催化剂,并采用暂态响应实验和NH3吸附氧化实验等考察了影响V2O5/ACF催化剂上选择性催化还原(SCR)反应的关键因素.结果表明,NH3在催化剂表面的吸附是必要的,而且该吸附是一个快速过程;气相O2的存在有利于形成催化剂中所需的活性氧化态物种.NH3吸附.脱附与原位质谱相结合的实验表明,V2O5/ACF催化剂具有吸附NH3和将NH3氧化为N2H2的能力,N2H2为NH3氧化的一种中间体.     

CH4部分氧化制氢Ni-Cu/ZrSiO催化剂的研究

采用表面反应改性法制备了ZrO2-SiO2(ZrSiO)表面复合物，用等体积浸渍法制备了ZrSiO负载的Ni-Cu双金属催化剂，并用IR、TPD、TPSR和微反技术考察了CH4、H2O和O2在催化剂表面上的化学吸附及反应性能。结果表明，在Ni-Cu /ZrSiO催化剂上存在着Ni-Cu金属位，Lewis酸位Znn+和碱位Zr-O－三类活性中心；CH4和H2O在金属位和Lewis酸位Znn+和碱位Zr-O－的协同作用下可形成解离吸附态； CH4、H2O和O2在Ni-Cu /ZrSiO催化剂表面上的主要反应产物为H2和CO2，选择性均在95％以上。     

CaO改性对CuZnAlZr催化剂在合成气制低碳醇中性能的影响

采用机械混合法和共沉淀法制备了CaO改性CuZnAlZr氧化物催化剂,在高压微型固定床反应器上考察了其在合成气制低碳醇反应中的催化性能,利用粉末X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附-脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)和二氧化碳吸附-脱附(CO2-TPD)等技术对催化剂进行了表征.结果显示:CaO改性对CuZnAlZr催化剂的织构性质没有明显的影响;但共沉淀法制备的CaO改性CuZnAlZr催化剂具有弱碱性和中等强度两种碱性中心,且有较多的碱中心数量;而未改性的CuZnAlZr催化剂只具有弱碱性中心.CO加氢反应结果表明:经共沉淀法制备的CaO改性CuZnAlZr催化剂对C2+醇的生成有明显的促进作用.     

TiO2/ACF的制备及光催化降解四氯乙烯性能

以钛酸四丁酯为前驱物,活性炭纤维(ACF)为载体,蔗糖为胶粘剂,采用真空吸附水解的方法制得了TiO₂/ACF催化剂.采用BET、XRD、SEM等手段对其物理化学特性进行表征,以四氯乙烯光降解反应为探针反应,考察了TiO₂/ACF催化剂的光催化降解性能.实验结果表明,采用真空吸附水解法可以将TiO₂很好地负载到活性炭纤维表面上.通过优化条件制备的TiO₂/ACF催化剂在光照2h条件下,可以将水中溶解量的四氯乙烯降解90%以上.催化剂可以多次循环使用,光催化反应活性不变.     

Adsorption of carbonyl sulfide on modified activated carbon under low-oxygen content conditions

Activated carbon sorbents impregnated with KOH, Fe(NO₃)₃, Cu(NO₃)₂, Zn(NO₃)₂ or Co(NO₃)₂ and their applications in catalytic oxidation reaction of COS were investigated. The results showed that the activated carbon modified with 10 % (mass percentage) KOH enhanced the adsorption ability significantly. And it was also found that the oxygen content and temperature were the two most important factors in the COS adsorption. Further investigation on the pore structures of the samples with X-ray photoelectron spectroscopy indicated that an adsorption/oxidation process happened in the KOH modified activated carbon in which the major existing forms of sulfur were SO₄ ^2? and S species. The oxidation of COS suggested that KOH in the micropores may play a catalytic role during the adsorption. On the other hand, we found that the desorption activation energy from KOHW was higher than that from AC by the CO₂-TPD spectra, which indicated the adsorption of CO₂ on KOH impregnated activated carbon was stronger. The strong adsorption could be attributed to the basic groups on the activated carbon surface. In conclusion, the activated carbon impregnated with KOH promises a good candidate for COS adsorbent.     

2DFT Research of the Interaction between Metal Ions and CO2 along with H2O

The interaction between several different metal ions and H2O along with CO2 has been researched theoretically in the CO2 photocatalytic reduction with H2O system at the B3LYP level by DFT.The computational results revealed that relatively high valence metal ions loaded on TiO2 activated the H2O and CO2 consumingly,and it might be looked as some proofs for modified photocatalyst selecting.In addition,the metal ions conducted photoelectrons to prevent the re-combination of photoelectrons and holes during the reaction process.     

甲川三钴九羰基衍生物的质谱研究

本文报导了四个甲川三钻九羰基衍生物Co_3(CO)_9CR(R=H,Cl,CH_3和C_6H_5)的质谱研究,并根据它们的结构和在第一无场区亚稳离子的测量结果讨论它们的主要断裂特征。这些衍生物在EI条件下均可获得明显的分子离子。在连续丢失CO后形成一系列碎片离子[Co_3(CO)_(9-n)CR]~+(n=0—9);[Co_3CR]~+的二次断裂反应先是Co—Co键断裂,接着失去一个Co原子形成相应的碎片离子,这些产物离子多数以含金属碳化物离子出现;含苄川基金属碎片离子的二次断裂则以连续失去C_2H_2为特征。     

Fe-K/AC催化氧化脱硫剂制备及反应机理研究

采用正交实验法制备了负载铁、钾的活性炭(Fe-K/AC)热煤气催化氧化脱硫剂,考察了活性组分铁、钾含量、二价铁和三价铁比例、煅烧温度对催化氧化脱硫反应活性的影响。由正交实验极差分析可知,各因素影响程度依次为:钾含量>铁含量>煅烧温度> Fe²⁺/Fe³⁺,最优制备条件为,铁含量0.5%、钾含量5.0%、煅烧温度600 ℃、Fe²⁺/Fe³⁺比0.5。通过对脱硫剂的孔隙结构和表面形貌分析可知,活性炭表面负载的铁金属氧化物具有催化氧化硫化氢生成单质硫的活性,碱金属氧化物具有协同作用,可以改变表面酸碱性,促进硫化氢的催化转化,但过高的金属氧化物负载量会阻塞孔道,减小反应比表面积,从而降低脱硫剂的反应活性。     

Effect of H<Subscript>2</Subscript> in the synthesis of COS using liquid sulfur and CO or CO<Subscript>2</Subscript> as reactants

The synthesis of COS from CO, CO₂ and liquid sulfur in the presence and absence of hydrogen was explored. The reaction of H₂ with liquid sulfur produced H₂S and polysulfanes, which increase the reactivity of liquid sulfur and provide alternative complementary reaction routes for the formation of COS. The reaction from CO₂ proceeds by forming CO as intermediate. Elevated pressure favors formation of COS from both carbon oxides due to the increasing residence time and the saturation of gases in the liquid. Above 350 °C, the solubility of H₂S in sulfur and the hydrogenation of COS limit the conversion of CO. The approach provides a highly efficient method for the preparation of COS under mild reaction conditions, without using a catalyst or water adsorbents.     

脱硫化氢活性炭的再生方法研究

采用了溶剂再生法和气体再生法对脱硫化氢失活后的活性炭进行再生,溶剂再生时所用的溶剂为H2O2溶液、HNO3溶液以及NaOH溶液。结果表明,NaOH溶液不能使活性炭得到再生,而H2O2溶液、HNO3溶液能够通过氧化的方法使活性炭得到再生。气体再生时所用的气体分别为高纯N2,含20%O2的N2,H2,它们再生的原理分别是热再生,通过氧化单质硫再生和通过还原单质硫再生。再生效果最好的是30%的HNO3溶液和H2,它们能将活性炭孔道内的单质硫分别脱出69.8%和81.2%,再生后的活性炭中硫容量能达到原来的70%以上。再生后活性炭的比表面积和pH值是再生性能的两个重要指标。     

Thiomercurimetric determination of carbon disulphide, carbonyl sulphide, thiols and hydrogen sulphide by use of 1,3-diaminopropane and tributyltin chloride

A new approach to the determination of carbon disulphide and carbonyl sulphide in the presence of each other is based on the reaction with 1,3-diaminopropane (DAP), and titration with o-hydroxymercurybenzoie acid (HMB) before and after the selective decomposition of the COS-derivative at pH 4. Determination of hydrogen sulphide, thiols, carbon disulphide and carbonyl sulphide in the presence of each other in hydrocarbon solvents involves four titrations with HMB, viz. of all compounds after conversion of CS(2) and COS with DAP, of thiols plus H(2)S, of the thiols alone after removal of H(2)S by extraction, and of CS(2) alone after removal of other compounds by shaking with aqueous alkali. For selective trapping of H(2)S, HCN, RSH, CO(2) and CS(2) + COS, the sample gas is passed successively through a potassium antimonyl tartrate filter, a nickel carbonate filter, a tributyltin chloride filter, a bubbler containing 40% potassium hydroxide solution and a bubbler containing a benzene solution of DAP. The analysis is completed by titration with HMB with dithizone or dithiofluorescein as indicator.     

非贵金属催化剂用于CO选择性氧化脱除的研究

以Co和Ni为催化剂活性组分、活性炭为载体,通过饱和浸渍法制得非贵金属催化剂,采用XRD、SEM和TPD对催化剂性能进行表征,考察了该催化剂用于富氢气中CO选择性氧化活性及H₂O或/和CO₂对催化性能的影响。研究结果表明,催化剂以NiO和高分散的Co₃O₄为主要物相,催化剂吸附O₂的能力随着金属氧化物负载量的增加而增加,且催化剂对O₂分子的吸附能力明显强于CO₂分子。金属氧化物负载量为35%的催化剂表现出较高的CO选择性氧化活性和选择性,在低于473K时O₂氧化选择性达50%以上,此时可将CO浓度降到40×10^-6以下,达到燃料电池对氢燃料气的要求。同时,催化剂表现出较强的抗水蒸气和CO₂的能力。     

CS2与大气颗粒物的多相催化反应研究

利用原位FTIR,XRD,XPS,BET,质谱和连续微量反应等手段研究了大气颗粒物及部分氧化物样品上CS₂多相催化反应,确认了反应产物,并对催化剂的晶化状况和比表面积等进行了考察.结果表明,CS₂在氧化物和大气颗粒物样品上发生氧化反应,生成COS及单质硫,部分样品上生成CO₂,活化状态下的[S]在大气颗粒物表面上能被进一步氧化为六价态硫.收集所得到的大气颗粒物样品成分主要是Ca(Al₂Si₂O₈)·4H₂O;CS₂在氧化物或大气颗粒物样品上催化生成COS是催化剂表面吸附氧的作用之故.