树脂基球状活性炭的制备及对二氧化碳吸附性能的研究

以四种离子交换树脂(两种强碱性树脂D201和D280、两种弱碱性树脂D301G和D301R)为原料,经过磺化、炭化、活化处理制备了树脂基球状活性炭。采用TG、SEM、N2吸附等对球状活性炭的收率、表面形貌、比表面积进行了表征,研究了所制球状活性炭对CO2的吸附性能。结果表明,磺化处理有助提高树脂球的炭化收率;得到的四种球状活性炭对CO2吸附性能良好,强碱性树脂球原料比弱碱性树脂球更具有优势,其中,由强碱性树脂球D201制得的树脂球状活性炭在30℃下对CO2的吸附量可达2.57 mmol/g;十次循环吸附之后,树脂球仍能保持很好的CO2吸附性能。     

离子交换树脂固态胺复合材料的制备、表征及CO2吸附

以离子交换树脂（D001）为载体,四乙烯五胺（TEPA）为改性剂,采用三种不同的方法制备了一系列固态胺吸附剂。采用N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）等手段对吸附剂进行表征。在固定床反应器中考察了TEPA负载量、吸附温度、进气流量和CO₂分压等因素对CO₂吸附性能的影响。结果表明,配位法制得的固态胺吸附剂分散性和稳定性较好,且在TEPA负载量为40%,吸附温度为65℃,进气流量为40 mL/min时有最大CO₂吸附量达4 mmol/g。经过10次吸附-脱附循环实验后,CO₂吸附量下降3.98%。热力学、动力学研究结果表明,CO₂吸附是物理吸附和化学吸附的结果。     

缩聚型邻苯二酚树脂的合成及对硼酸的吸附性能

合成了球状邻苯二酚－－甲醛树脂，并讨论了它对硼酸的吸附性能。结果表明，树脂可在中性和弱碱性条件下较好地吸附硼酸；测定了树脂蝗吸附等温曲线，树脂对硼酸的理论吸附量可达６．１４ｍｇ．Ｂ／ｇ干树脂，并且具有良好的动态吸附及洗脱性能。     

HA型大孔吸附树脂及活性炭对胆红素吸附性能的研究

本文选用HA型大孔吸附剂对患者血中胆红素进行了动态、静态吸附性能实验,考察了其对血液生化的影响。同时,用瑞典GAMBRO肾罐中活性炭进行了比较,实验结果表明,HA吸附剂对直接胆红素的吸附功效与进口活性基本相同,但血液生化指标HA吸附剂优于活性炭。     

添加二茂铁制得的沥青基球状活性炭对VB12吸附性能的研究

通过活加二茂铁制得了中孔较发达的沥青基球状活性炭（ＰＳＡＣ－Ｆｅ）,此种活性炭对ＶＢ１２的吸附容量和吸附速度等吸附性能均较未添加二茂铁的沥青基球状活性炭有较大幅度的提高。并且随活化时间的延长,导致ＰＳＡＣ－Ｆｅ中孔孔径及孔容的增大,使其对ＶＢ１２的吸附量及吸附速率逐渐增加,ＰＳＡＣ－Ｆｅ对ＶＢ１２的吸附等温线属于Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ型吸附等温线,其吸附过程为有摹放散控制过程。     

吸附树脂和活性炭对气体中苯的吸附研究

采用了动态吸附实验方法研究了吸附树脂NDA-201和椰壳型活性炭C1对苯蒸汽的吸附行为.对吸附平衡数据采用Dubinill-Astakov方程进行了拟合分析,并根据吸附剂孔结构特征探讨了吸附机理.实验结果表明,两种吸附剂的苯吸附等温线存在交叉现象,对高浓度苯蒸汽吸附治理可采用NDA-201树脂,低浓度则采用椰壳型活性炭C1;Dubinin-Astakov方程能用来对两种吸附剂的等温线进行拟合,表明吸附剂的微孔区域对吸附起着重要作用.微孔体积计算值的比较和特征曲线叠合的程度说明了.Polanyi吸附势理论更适合于描述椰壳型活性炭C1对苯的吸附,这可能是由于椰壳型活性炭C1的孔分布集中于微孔区,而NDA-201树脂除了微孔外还有一定量的中孔和大孔.     

球状苯基纤维素疏水性吸附树脂分离生物活性蛋白质的研究

本文考察了球状苯基纤维素疏水性吸附树脂对三种生物活性蛋白质：精制木瓜酶、中性蛋白酶和菠萝蛋白的吸附分离情况。研究表明,该树脂对菠蛋白酶的吸附分离情况较好,一步富集倍数和活性回收率高,活性回收率达１２８％,浓缩倍数达４．４,进一步盐析干燥可制得固体晶状菠萝酶。     

球状苯基纤维素疏水性吸附树脂的研制

本文详细报道了在再生纤维素白球上,采用 Ｃｅ_（４＋）氧化还原体系引发纤维素与苯乙烯接枝,研制球状苯基纤维素疏水性吸附树脂的全过程。并详细考察了球状苯基纤维素疏水性吸附树脂对酪蛋白的吸附,其动态吸附量可达 １０ｍｇ／ｍｌ树脂以上。对几种生物活性蛋白质（精制木瓜酶、中性蛋白酶,天然菠萝蛋白酶）的吸附情况也给予了简介。     

沥青基球状活性炭气相吸脱附行为研究

本文利用热重法研究了一系列沥青基球状活性炭对蒸汽及正已烷蒸汽的动态吸脱附曲线。结果表明,PSAC对苯蒸汽的吸附及再生性能优良。随吸附温度的降低、比表面积的增大、总孔容及微孔容的增大,PSAC对苯蒸汽的吸附容量增大。PSAC对正已烷的吸附速度大于对苯蒸汽的吸附速度,但其对正已烷的平衡吸附容量小于对苯蒸汽的平衡吸附容量。     

大孔离子交换树脂及新型吸附树脂的结构与性能

该项研究发现了大孔交联聚苯乙烯型离子交换树脂的合成方法,研究了惰性溶剂的性质与树脂的孔结构、树脂的孔结构与树脂的性能、树脂的特性与用途等方面的关系。在此基础上,研制出高强度、抗辐射、动力学性能优越的大孔型离子交换树脂,使其不仅能更好地应用于无机离子的交换,还开拓了在有机合成、制药等领域的催化、脱色、提纯等多方面的广泛应用。在多孔性离子交换树脂的基础上,还研制出系列吸附树脂。此类提取、分离材料,可以有不同的结构和不同的吸附性能,在天然产物的提取分离、抗菌素的提取、纯化、医疗、环境保护等领域有实际用途。上述两类功能高分子材料在多家企业实现了产业化,为化工、制药、环保、医疗、分析等诸多行业提供了必要的材料,在国民经济的发展中发挥了重要作用。     

四乙烯五胺修饰介孔硅胶吸附CO2性能的研究

采用浸渍法将四乙烯五胺(TEPA)负载到介孔硅胶(SG)上,制备了一系列胺功能化的CO₂吸附材料(TEPA-SG).利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和N₂吸脱附等分析方法对样品进行了表征,并在固定床反应器中考察了TEPA负载量、吸附温度对CO₂吸附性能的影响,同时通过添加不同质量分数的聚乙二醇(PEG)考察了羟基对吸附性能及再生性能的促进作用.结果表明,当TEPA负载量为40%(质量分数)、吸附温度为70 ℃时,TEPA-SG的吸附量高达2.21 mmol/g;PEG的加入改变了氨基与CO₂的相互作用机理,当TEPA与PEG的质量比为3:1,总负载量为40%时,CO₂的吸附量为2.70 mmol/g,且经过10次吸脱附循环实验后,CO₂吸附量仍保持在2.66 mmol/g,表现出较好的循环稳定性.Clausius-Clapeyron方程计算得该过程的等量吸附热为30~40 kJ/mol,且随吸附量的增大等量吸附热逐渐减小,表明TEPA30/PEG10-SG吸附剂表面存在能量不均匀性.     

Preparation of activated carbons and their adsorption properties for greenhouse gases: CH4 and CO2

Three kinds of activated carbons were prepared using coconut-shells as carbon precursors and characterized by XRD, FT-IR and texture property test. The results indicate that the prepared activated carbons were mainly amorphous and only a few impurity groups were adsorbed on their surfaces. The texture property test reveals that the activated carbons displayed different texture properties, especially the micropore size distribution. The adsorption capacities of the activated carbons were investigated by adsorbing CH4, CO2, N2 and O2 at 25 ?C in the pressure range of 0-200 kPa. The results reveal that all the activated carbons had high CO2 adsorption capacity, one of which had the highest CO2 adsorption value of 2.55 mmol/g at 200 kPa. And the highest adsorption capacity for CH4 of the activated carbons can reach 1.93 mmol/g at 200 kPa. In the pressure range of 0-200 kPa, the adsorption capacities for N2 and O2 were increased linearly with the change of pressure and K-AC is an excellent adsorbent towards the adsorption separation of greenhouse gases.     

贵金属负载TiO2对光催化还原CO2选择性的影响

利用光沉积方法在TiO₂表面分别负载1%(质量分数) Pt、Pd、Au和Ag助催化剂.用TEM、XRD、UV-vis等技术对催化剂进行了表征,并利用连续瞬态电流时间响应和线性扫描伏安法等电化学方法,对贵金属负载的TiO₂光催化剂在光照条件下的电流响应强度及电催化析氢电位等特性加以测试.分析了贵金属助催化剂对光催化还原CO₂性能的差异.结果表明,负载贵金属助催化剂能显著加速光生电子空穴的分离,降低复合率;另外,助催化剂对还原CO₂选择性的顺序为Ag>Au>Pd>Pt.贵金属助催化剂还原CO₂的加氢选择性和析氢过电位存在相关性,即越不利于析氢过程的助催化剂,其催化CO₂加氢还原产物的选择性越高.     

制备方法对Fe2O3/Al2O3-ZrO2在乙苯脱氢反应中催化性能的影响

为提高含铁催化剂的脱氢活性,采用浸渍法和一步沉淀法制备了Fe、Al和Zr含量相同的F4AZ10-imp和F4AZ10-pre催化剂,在550 ℃考察了其在乙苯CO₂氧化脱氢制苯乙烯反应过程中的催化性能,并结合XRD、N₂-吸附、NH₃-TPD、CO₂-TPD和H₂-TPR等表征手段对催化剂进行了分析。结果表明,与浸渍法相比,一步沉淀法制备的催化剂更有利于活性组分Fe₂O₃在催化剂表面的分散及反应物CO₂的转化。     

活性炭的孔径分布对CH4和CO2的吸附性能的影响

采用不同炭化温度和活化温度,以椰壳作为前驱体制备了系列结构性能相同,表面吸附基团相似,不同孔结构的活性炭。分别采用密度函数理论(DFT)吸附法和BJH估算了系列活性炭的孔径分布。结果表明,随炭化温度和活化温度的升高系列活性炭中微孔量先增加后减少。当炭化温度为700 ℃,活化温度为800 ℃时,制备的活性炭微孔量达到最大。随炭化温度和活化温度的升高,系列活性炭的中孔依次增加。考查了CH₄,CO₂在系列活性炭上的吸附性能。结果表明该系列活性炭对CO₂有很强的吸附能力,在常温常压下对CO₂的吸附量均高于1.0 mmol·g^-1;系列活性炭对CH₄的吸附能力有较大的差异,在对CO₂具有最大吸附量的活性炭上对CH₄具有最小的吸附量。采用变压吸附法测试了该系列活性炭在25 ℃时对n_CH4∶n_CO2=9∶1的混合气体的分离性能。结果表明炭化温度为700 ℃,活化温度为800 ℃时制备的活性炭对CH₄-CO₂混合气具有最好的分离效果,是变压吸附分离CH₄,CO₂混合气的优异吸附剂。     

片状纳米结构CeO2晶体的制备及其吸附CO2性能

在室温下,将CeCl₃溶液与CO₂储存材料（CO₂SM）混合、搅拌0.5 h制备了片状碳酸铈前驱体（CCPs）,并在500℃下煅烧CCPs 4 h,制得平均尺寸为4.94 μm×0.92 μm,厚度为0.04~0.08 μm纳米结构片状CeO₂晶体。在此过程中,CO₂SM不但可以提供CO₃^2-,还能起到分散剂和结构导向剂的作用。反应过程中,系统地研究了CO₂SM用量、Ce³⁺浓度和搅拌时间3个因素对CCPs形态和大小的影响,得到最优制备条件：0.1 g CO₂SM和50 mL 0.03 mol·L^-1 Ce³⁺水溶液以1 000 r·min^-1转速在室温下搅拌0.5 h。煅烧CCPs后,所制备的片状CeO₂晶体在室温下CO₂吸附量可达0.554 mmol·g^-1。     

铁酸镍用于热化学循环反应CO2分解制CO的研究

采用共沉淀法制备了NiFe₂O₄和NiFe₂O₄/ZrO₂催化剂,用TGA考察了其热化学法,CO₂高温分解反应性能。通过对反应前后催化剂的表征发现,反应高温使两种催化剂都发生了明显的烧结,导致在热还原反应中形成的还原态氧化物不能完全被CO₂氧化从而降低了催化剂的反应性能;ZrO₂的加入对于提高催化剂的热稳定性以及循环反应稳定性具有重要的作用。在高温反应炉中考察了NiFe₂O₄/ZrO₂的CO₂分解实验,结果表明,提高热还原温度可以提高CO产量,然而,随着循环次数的增加CO的产量降低得更明显。     

燃煤烟气中共存杂质对膜分离CO2性能影响的实验研究

利用自行搭建的膜分离实验台,考察了共存气态组分以及颗粒物对于聚二甲基硅氧烷/聚砜(PDMS-PSF)复合膜分离CO₂性能的影响.结果表明,共存气态组分中O₂对于膜分离CO₂有抑制作用;由于SO₂浓度显著低于CO₂,在短时间内对膜分离CO₂没影响;水汽可以促进CO₂的分离;燃煤飞灰细颗粒在分离膜表面沉积会导致膜性能的恶化.在此基础上,采用模拟湿法烟气脱硫系统装置,进行了燃煤湿法脱硫净烟气环境下的膜分离CO₂实验;在测试的50 h以内,水汽、SO₂和O₂的共同作用导致膜分离性能在前期有一定的提高,随着运行时间的延长,细颗粒物对膜的影响程度加大,导致PDMS-PSF复合膜的分离性能逐渐恶化,最终导致膜的CO₂/N₂分离因子和CO₂渗透速率分别下降了17.91%和28.21%.     

MgO/Al2O3吸附剂对CO2动态吸附性能的研究

以γ- Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制取MgO/Al₂O₃吸附剂,利用BET、XRD等表征手段对吸附剂进行表征;并通过固定床测量穿透曲线的方法研究其对CO2动态吸附性能的影响,考察了MgO负载量、吸附温度、气体流量等因素对吸附剂吸附CO₂性能的影响,同时还通过多次吸脱附实验考察MgO/Al₂O₃吸附剂的稳定性和再生能力。结果表明,MgO负载量为10%的吸附剂,吸附温度在50℃左右,流量为45mL/min动态吸附量最大;经数次循环后材料的结构性质和吸附性能未见明显变化,可再生性能比较优异,是一种潜在的可工业化应用的CO₂吸附剂。