大港沥青对正戊烷溶剂中卟啉钒化合物的吸附动力学研究

利用静态实验,研究了在正戊烷溶剂中,大港沥青质对卟啉钒模型化合物的吸附动力学,并对吸附机理进行了探讨。通过对吸附卟啉钒化合物前后的大港沥青质进行FT-ICR MS和元素(C/H/N/O)分析,发现大港沥青质上吸附了一定量的卟啉钒化合物。沥青质对卟啉钒的吸附过程受到沥青质的加入量(0.010 0和0.020 0 g)、戊烷溶液中初始卟啉钒的浓度(10和15μg/mL)以及吸附温度(15、20和25℃)等因素的影响。分别采用拟一级、拟二级、Elovich和粒子内扩散等方程对实验数据进行了拟合,结果发现沥青质对卟啉钒的吸附符合拟二级动力学方程。     

基于临氢热解反应研究石油沥青质中镍和钒化合物的存在形态

本研究通过临氢热解方法处理委内瑞拉减压渣油沥青质,通过电感偶合等离子体质谱仪（ICP MS）、紫外-可见光光谱仪（UV-vis）、高温气相色谱-原子发射检测器联用仪（HT GC-AED）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）等手段分析表征反应产物,探究沥青质的分子组成与结构,以及镍和钒化合物的存在形态。实验结果表明,随着临氢热解反应温度从330℃升高至410℃,反应产物的甲苯可溶物收率由64%下降至19%,可被GC-AED检测到的镍、钒化合物的含量大幅度升高,镍和钒卟啉的分子组成分布也随反应温度的升高呈现出规律性的变化。     

渣油加氢转化前后沥青质的分子组成变化

沥青质是造成渣油加氢过程中结焦和催化剂失活的主要因素,深入研究渣油加氢转化前后沥青质的分子组成变化对于改进渣油加氢工艺有着重要的指导意义.本文采用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS)研究了塔河减渣加氢转化过程中沥青质组分的分子组成差异.为了减少沥青质分子之间的相互干扰和抑制,通过固相萃取技术对渣油加氢前后得到的沥青质进行了分离,并对比了其中主要化合物在分离前后的详细分子组成.利用固相萃取技术分离之后,还可以对加氢后沥青质中微量的卟啉钒化合物进行富集,并研究了在渣油加氢前后沥青质中的卟啉钒化合物的分子组成变化.研究表明,对沥青质样品进行更细致的分离可以得到丰富、全面的沥青质分子组成数据,为石油加工提供更有价值的分子结构信息.     

岩沥青中钒卟啉化合物分子组成分析

以四川广元岩沥青为研究对象,分离出不同性质的亚组分,通过元素分析、紫外可见光谱、高温气相色谱、高分辨率质谱等手段研究钒卟啉类化合物的分子组成,并与塔河稠油中的卟啉化合物进行对比。结果表明,岩沥青中含有大量的金属元素,钒元素含量高达3888μg/g,检测到大量钒卟啉类化合物,以C28-C34初卟啉(ETIO)和脱氧叶红初卟啉(DPEP)为主;与塔河原油相比,DPEP具有明显的相对优势,说明尽管岩沥青具有很高的分子缩合度,但其地质热成熟度较低。青川岩沥青储量巨大、金属含量丰富,具有重要的潜在利用价值。     

SnNb2O6纳米片的合成及对达氟沙星的吸附

通过水热反应制备了新型SnNb₂O₆纳米片吸附剂, 并利用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)和比表面积及孔径分析等手段对其结构和形貌进行了表征. 以第三代喹诺酮类抗生素达氟沙星为吸附质, 进行了影响因素实验、 吸附动力学实验及等温吸附实验, 探究了SnNb₂O₆对达氟沙星的吸附性能和吸附机理. 实验结果表明, SnNb₂O₆吸附剂具有片状形貌, 层状单斜相晶体结构, 比表面积为52.89 m²/g. 吸附剂用量、 吸附温度、 溶液pH值及吸附时间均对吸附率有一定影响. 相应的等温吸附曲线可以较好地拟合Freundlich方程, 且动力学实验数据可以用拟二级动力学方程描述, 其中液膜扩散为主要控制步骤. 在35 ℃下, 吸附剂用量为0.09 g, 控制溶液pH值为6.02时, 吸附30 min即可达到较好效果, 此时达氟沙星的吸附去除率为93.1%.     

胶原纤维固化杨梅单宁对UO22+的吸附

以胶原纤维为基质，通过交联剂将杨梅单宁固化在胶原纤维上制备吸附材料．实验结果表明，所制备的吸附材料对UO2^2 具有很强的吸附能力，当溶液中UO2^2 的浓度为7．5mmol/L、pH为5．0时，吸附容量达到1．19mmol UO2^2 /g(283．3mgU／g)．UO2^2 在固化杨梅单宁上的吸附平衡符合Freurldlich方程，升高温度，平衡吸附量增大。吸附动力学可用拟二级速度方程来描述，由动力学方程计算得到的平衡吸附量与实测的平衡吸附量基本相同，误差在4％以内．pH值对吸附过程有较大影响，适宜的pH在5-8之间。所制备的吸附材料具有优良的柱动力学特性，床层的有效利用率高；经解吸后的吸附柱其吸附性能基本不变。     

甲醇酯化改性玉米芯吸附水溶液中日落黄

以玉米芯为原料,甲醇为改性剂,制备了酯化改性玉米芯吸附剂,并以其吸附水溶液中的日落黄,考察了溶液初始pH值、吸附时间、吸附剂粒径、温度等因素对玉米芯吸附日落黄过程的影响。采用拟一级、拟二级、颗粒内扩散及Elovich模型分析了过程动力学,采用Langmuir和Freundlich模型分析了吸附等温过程,并采用了一种基于Langmuir模型平衡常数K_L的新方法预测了过程热力学参数。结果表明,日落黄在玉米芯上的吸附动力学符合拟二级动力学方程和Elovich方程,吸附平衡符合Langmuir等温方程,计算得到的自由能ΔG<0,吸附焓变ΔH<0,表明日落黄吸附过程为自发进行的放热过程。甲醇酯化改性玉米芯对去除水溶液中日落黄效果良好,是一种具有发展潜力的吸附剂。     

原位合成羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂及除氟特性研究

利用原位共沉淀法合成了羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂,通过扫描电镜、X射线粉末衍射、红外光谱和N2吸附-脱附曲线,研究复合前后羟基磷灰石的理化特征变化。实验结果表明与壳聚糖复合后羟基磷灰石的晶型并没有改变,只是结晶度有所降低,且复合后表面形成了不规则的凹凸结构,表面粗糙度增加。比表面积从106.75m2/g增加到127.58m2/g。复合吸附剂孔径大部分集中在10~50nm,属于介孔结构。利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合,对比相关系数R2值,Langmuir模型能更好地描述该吸附过程。复合吸附剂对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学方程。计算了吸附热力学和动力学参数值,探讨了复合吸附剂对氟离子的吸附机理。ΔG0<0、ΔH0>0和ΔS0>0,说明复合吸附剂对氟离子的吸附是自发的、吸热的熵增过程,温度升高有利于吸附。吸附活化能(Ea)=15.03kJ·mol-1,迁移能(E)=7.639kJ·mol-1,说明该吸附过程以物理吸附为主。     

轮古常渣及其组分中金属钒卟啉的分离与鉴定

采用改进的溶剂萃取方法对轮古常渣及其组分中的金属钒卟啉进行分离。结果表明,从轮古常渣中分离出的卟啉钒的质量分数为18.5%,从轮古常渣正庚烷可溶质和沥青质中分离出的卟啉钒的质量分数分别为68.0%和9.2%。用紫外-可见光谱对萃取出来的金属钒卟啉和甲磺酸脱金属后得到的游离卟啉进行表征。结果表明,轮古常渣及其正庚烷可溶质和沥青质中的金属钒卟啉主要是初卟啉。对轮古常渣中的游离卟啉进行基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析证明,轮古常渣中的金属钒卟啉主要是初卟啉。     

D-101大孔吸附树脂对黄花蒿黄酮的吸附热力学和动力学研究

通过静态吸附实验,研究了D-101大孔吸附树脂对黄花蒿黄酮的吸附热力学和动力学过程。结果表明,当温度在298~318K和在实验研究浓度范围内,D-101大孔吸附树脂对黄花蒿黄酮的吸附符合Freundlich等温吸附方程;ΔG0,吸附过程能自发进行;ΔH0,为放热过程;ΔS0,D-101大孔吸附树脂吸附黄花蒿黄酮的作用大于水的解吸过程,导致熵减。分别采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和粒内扩散动力学模型探讨其吸附特性,研究结果表明,吸附过程符合准二级动力学方程,粒内扩散与膜扩散交互控制黄花蒿黄酮在D-101大孔吸附树脂上的吸附。     

Observation of vanadyl porphyrins and sulfur-containing vanadyl porphyrins in a petroleum asphaltene by atmospheric pressure photonionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry

Vanadyl (VO) porphyrins and sulfur-containing vanadyl (VOS) porphyrins of a wide carbon number range (C(26) to C(52)) and Z-number range (-28 to -54) were detected and identified in a petroleum asphaltene by atmospheric pressure photonionization (APPI) and Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FTICR-MS). APPI provides soft ionization of asphaltene molecules (including VO and VOS porphyrins), generating primarily molecular ions (M(+.)). The ultra-high mass resolving power (m/Delta m(FWHM) approximately 500 K) of FTICR-MS enabled resolution and positive identification of elemental formulae for the entire family of VO and VOS porphyrins in a complicated asphaltene matrix. Deocophylerythro-etioporphyrin (DPEP) is found to be the most prevalent structure, followed by etioporphyrins (etio)- and rhodo (benzo)-DPEP. The characteristic Z-distribution of VO porphyrins suggests benzene and naphthene increment in the growth of porphyrin ring structures. Bimodal carbon number distributions of VO porphyrins suggest possible different origins of low and high molecular weight species. To our knowledge, the observation of VOS porphyrins in a petroleum product has not previously been reported. The work is also the first direct identification of the entire vanadyl porphyrin family by ultra-high resolution mass spectrometry without chromatographic separation or demetallation.     

Removal of Cr (VI) from aqueous solution using magnetic biochar synthesized by a single step method

Magnetic biochar, as an adsorbent, was synthesized by a single step method, where iron salt was directly mixed with pinewood sawdust by chemical co-precipitation and subsequently pyrolyzed at 700°C for Cr (VI) removal from aqueous solution. The effects of some important parameters including adsorbent dosage (0.4–2.8?g/L), pH (1–10) of the solution, contact time (0–1440 minutes), initial concentration (30–120?mg/L), and temperature (20–40°C) were investigated in batch experiments. Both pre- and post-adsorbents were characterized by SEM-EDX and XPS to investigate the adsorption mechanism. The maximum adsorption capacity of the tested magnetic biochar under the certain experimental conditions determined as optimal was 42.7?mg/g for Cr (VI). The adsorption data were proved to be suitable for the pseudo-second order model for kinetics and the Langmuir model for isotherms with correlation R²?=?0.9996 andR²?>?0.9980, respectively, after fitting with four kinetic models (pseudo-first order, pseudo-second order, W-M model, and Elovich) and three isotherm models (Langmuir, Freundlich, and Temkin). The characteristic analyses further verified that the efficient particle was a mixture of iron oxides in essence, and it had a strong effect on the spontaneous and endothermic adsorption process.     

介孔TiO2对溶菌酶吸附的动力学和热力学

773.15 K下焙烧二钛酸(H₂Ti₂0₅)制备了介孔结构TiO₂。采用比表面分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱和X射线衍射(XRD)仪进行表征研究了介孔TiO₂对溶菌酶的吸附行为和机理。结果表明,该吸附过程较好地满足Langmuir吸附模型;随着溶液pH值的增高,溶菌酶在介孔TiO₂上的吸附量先增大后减小。在pH = 7.2时,达到最大吸附容量72.5 mg·g^-1。该介孔TiO₂对溶菌酶具有良好的吸附稳定性,经过5次循环后吸附的溶菌酶残余量仍有81.6%。动力学研究表明,介孔TiO₂与溶菌酶间的吸附满足准二级动力学模型,吸附传质过程由膜扩散和粒内扩散共同影响与控制。对热力学参数的计算发现,该过程ΔG⁰ < 0, ΔH⁰ > 0, ΔS⁰ > 0,表明介孔TiO₂对溶菌酶的吸附是一个自发的、吸热的熵增过程。     

胶原在聚乳酸旋涂膜表面的吸附研究

采用石英晶体微天平(QCM)、原子力显微镜(AFM)研究了胶原在聚乳酸旋涂膜表面的吸附,考察了溶液浓度(0～9.25μg/mL)和温度(10～50℃)对胶原吸附的影响.实验结果表明,随着胶原浓度的增加,胶原在聚乳酸表面的吸附量和吸附初速率都相应增加.采用Langmuir模型和Freundlich模型拟合实验数据得到吸附等温线方程,分别为q=11690.99c1+0.99c和q=610c3.179.实验结果显示,Langmuir模型拟合效果要好于Freundlich模型.采用Lagergren拟一阶吸附速率方程和Lagergren拟二阶速率方程拟合不同浓度下的吸附动力学数据.在低浓度下Lagergren拟一阶速率方程拟合效果比较好,在高浓度下Lagergren拟二阶速率方程拟合效果比较好,说明在低浓度时扩散过程是胶原吸附的控速步骤,高浓度时胶原和聚乳酸表面的相互作用是吸附的控速步骤.原子力显微镜显示,吸附在聚乳酸表面的胶原形成网状结构.胶原的吸附受温度影响显著,说明胶原是一种对温度非常敏感的物质.实验结果表明随着温度的升高,在10～40℃范围内胶原的吸附量逐渐降低,在40～45℃范围内锐减,40℃是本实验条件下胶原的变性温度.     

磁性镍基氮掺杂多壁碳纳米管对双酚A的吸附性能及机理研究

通过简单的高温煅烧法制备了具有较大比表面积的磁性镍基氮掺杂多壁碳纳米管材料(Ni-NMC-NTs),将该材料用于双酚A(BPA)的吸附研究,对材料吸附前后的形貌和结构变化进行表征,探究其吸附机理.结果表明:具有中空管状结构的磁性Ni-NMCNTs对BPA具有良好的吸附能力和重复利用性,材料中n比啶氮的存在提供了吸附缺陷...     

Adsorption of Basic Yellow 28 from aqueous solutions with clinoptilolite and amberlite

The objective of this study was to investigate the adsorption of Basic Yellow 28 that is a cationic dye on clinoptilolite and amberlite XAD-4. Both equilibrium and batch rate adsorption in aqueous solutions of the dyestuff were investigated. Adsorption rate data were analysed using the pseudo-first order kinetic model of Lagergren and the pseudo-second order model to determine adsorption rate constants at 20, 30 and 40 degrees C. The adsorption equilibrium data were analysed using various adsorption isotherm models and the results have shown that adsorption behaviour of Basic Yellow 28 by clinoptilolite and amberlite could be described by either Langmuir or Freundlich models. Langmuir adsorption isotherm constants corresponding to adsorption capacity, Q(0), were found to be 59.6, 52.9 and 56.7 mg/g for clinoptilolite at 20, 30 and 40 degrees C, respectively. Lower adsorption capacities for Basic Yellow 28 on amberlite were obtained. The increase of adsorption rate constants with an increase in temperature for BY 28 adsorption on amberlite indicated chemisorption with dissociation and increased availability of sites due to higher penetration of adsorbing molecules into the pores.     

Removing Cd2+ by Composite Adsorbent Nano-Fe3O4/Bacterial Cellulose

A new composite adsorbent, nano-Fe3O4/bacterial cellulose(BC), was prepared through blending method. The process of adsorbing Cd2+ including its isotherm and kinetics measured was studied. The results show that the adsorption efficiency is improved because of huge surface area and surface coordination of nano-Fe3O4 particles. Its adsorption capacity is 27.97 mg/g and the maximum of Cd2+ removal is 74%. The adsorption kinetics can be described by pseudo-second rate model and the adsorption equilibrium by Langmuir type. The superparamagnetism of nano-Fe3O4 particles can help to solve the difficult separation of single BC adsorbent and lead to the quick separation of composite adsorbent from the liquid if a magnetic field was applied. Cd2+ can be desorbed effectively by EDTA and HCl from the composite adsorbent, which can make it be reused.     

巯基功能化聚倍半硅氧烷微球对银离子的吸附性能

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)为前驱体、氨水为催化剂,通过共聚合法制备了单分散性良好的巯基功能化聚倍半硅氧烷(PSQ-SH)微球。利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对PSQ-SH微球进行了表征,并系统地研究了其对银离子的吸附性能。结果表明:25℃下、银离子初始浓度为0.025mol/L时,PSQ-SH微球对银离子的最大吸附容量为750.21mg/g。PSQ-SH微球对银离子的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学更适合准二级动力学吸附模型。热力学参数表明该吸附过程为吸热反应,并且是自发进行的。