介孔气体吸附剂

介孔二氧化硅经过表面修饰,赋予介孔材料不同的特性,具有很多的潜在用途,是无机材料研究的热点之一。本文综述了近年来以介孔二氧化硅（M41S 和 SBA）为载体设计的气体吸附剂的研究进展。详细讨论了二氧化碳和可挥发性有机物(VOCs)在介孔吸附剂上的吸附过程;介绍了二氧化碳介孔吸附剂的不同制备方法和影响二氧化碳在介孔吸附剂上吸附的因素,以及介孔吸附剂的结构对可挥发性有机物吸附过程的影响。最后,对介孔气体吸附剂的发展进行了展望。     

功能化有序介孔二氧化硅材料在分析样品前处理中的应用

功能化有序介孔二氧化硅材料具有均一可调的介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内表面和较高的比表面积、高的吸附容量等特性,可用于生物、医药、环境样品等复杂基体中痕量分析物的高选择性分离与富集,因此在样品前处理中的应用特别引人瞩目。文中简要介绍了功能化有序介孔二氧化硅材料的制备方法,综述了功能化有序介孔二氧化硅材料在分离富集金属离子、有机污染物以及生物大分子样品前处理中的应用进展。     

巯基功能化二氧化硅吸附Hg(Ⅱ)的研究进展

简单介绍了巯基功能化二氧化硅的种类及其制备。详细综述了巯基功能化介孔二氧化硅吸附剂和巯基功能化二氧化硅凝胶吸附剂,其中由于巯基对Hg²⁺有很强的酸碱相互作用,在众多重金属离子中,巯基功能化介孔二氧化硅吸附剂和巯基功能化二氧化硅凝胶吸附剂对Hg²⁺具有更好的吸附能力。最后综述了溶液pH值、吸附温度、吸附时间以及共存离子对Hg²⁺吸附过程的影响,并探讨了巯基功能化二氧化硅的再生性能。最后展望了其在含Hg²⁺污水治理行业的实际应用以及面临的机遇与挑战。     

氩吸附法研究多级孔分子筛的孔结构

采用不同方法分别制备了双介孔分子筛、介微孔分子筛及介孔沸石材料,利用氩吸附法并结合XRD技术表征了多级孔分子筛的孔结构。探讨了适用于多级孔分子筛的孔径分布计算方法,揭示了不同类型吸附等温线与孔径分布、孔型及孔容等之间的关系。研究表明,对于多级孔分子筛、微孔和介孔的孔径分布分别用SF法和BJH法计算较适宜,全孔分析可用NLDFT法计算。通过对TS-1介孔沸石的孔结构分析发现, TPAOH 在改性制备介孔TS-1的过程中起到了生成介孔及促进二次晶化的双重作用。     

从介孔分子筛原粉研制高效吸附二氧化碳的有机胺-介孔复合材料

固态有机胺二氧化碳吸附剂具有高选择性、低腐蚀性、易再生等特点,有着减少二氧化碳排放的潜在应用前景.但是,如何在大量引入氨基的同时,保持氨基在载体上具有高分散度是制备固态胺吸附剂的难题.本文综述了近年来固体胺二氧化碳吸附剂的研究进展,重点介绍开拓利用介孔分子筛原粉的分级结构,将有机胺涂布到介孔分子筛孔道中的丝状胶束以及胶束和硅壁之间的间隙中,可以显著地提高二氧化碳的吸附量.     

功能化介孔硅分子筛吸附剂除磷性能的研究

分别在甲基二甲氧基硅烷改性介孔分子筛MCM41上锚定Al和Fe离子,成功制备了功能化的介孔硅分子筛有机/无机杂化吸附剂Al-NN-MCM41和Fe-NN-MCM41。详细考察了磷溶液初始浓度、吸附时间,溶液pH值和共存离子等对吸附剂磷吸附性能的影响。实验结果表明:Langmiur等温方程比Freundlich等温方程能更好地描述磷酸根离子在两种吸附剂上的吸附,两种吸附剂的吸附动力学过程更适合动力学准二级方程(r20.99)。磷溶液的pH值对吸附剂的磷吸附容量有显著影响。此外,同时添加NO33-、Cl-、SO42-、CO32-四种共存离子对吸附剂磷吸附效率没有显著影响。     

氧化钨介孔材料的制备与表征

以介孔二氧化硅(KIT-6)为硬模板, 硅钨酸为钨源, 用硬模板法制备WO3-SiO2复合材料, 再利用HF除去二氧化硅, 得到了介孔三氧化钨材料. 用X射线衍射(XRD)、能量扩散X射线(EDX)、高分辨透射电镜(HRTEM)、N2吸附-脱附等表征手段, 对制备复合材料的物料比、煅烧温度以及不同分散剂等条件进行了考察. 结果表明, 硅钨酸与硅介孔的物料比(m(WO3)/m(SiO2))在3:1到4:1之间, 在600-750 ℃下煅烧, 能制备结构较好的介孔氧化钨. 乙醇和蒸馏水为分散剂时, 用乙醇为分散剂所得的介孔WO3材料具有更高的比表面积和孔体积.     

杂原子介孔MCM-41分子筛的制备及其对含喹啉模拟柴油的吸附脱氮性能

制备了介孔MCM-41分子筛和三种杂原子(Zn、Ba和Ce)介孔MCM-41分子筛,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、低温N_2吸附-脱附等手段对其进行表征,研究了几种介孔分子筛对氮含量为1732μg/g含喹啉模拟柴油的吸附脱氮性能。结果表明,所制备的几种分子筛均具有典型的介孔结构,且杂原子已进入到分子筛骨架中。利用Materials Studio软件构建介孔分子筛模型,模拟的XRD谱图与实验结果基本相符;进一步模拟了喹啉分子在杂原子介孔分子筛团簇上的吸附,计算了吸附能及被吸附分子和吸附中心的距离(d_((N-M)))。几种分子筛的吸附脱氮性能顺序依次为Zn-MCM-41 Ce-MCM-41 Ba-MCM-41 MCM-41;Zn-MCM-41的吸附性能最好,吸附能最大,吸附分子和吸附中心的距离d_((N-M))最小。吸附时间对杂原子介孔分子筛的吸附脱氮性能具有较大影响,而吸附温度的影响相对较小;Zn-MCM-41、Ba-MCM-41和Ce-MCM-41分子筛的最佳吸附时间分别为40、10和30 min,最佳吸附温度分别为40、30和40℃。     

氢同位素吸附容量与吸附剂比表面积的关系

采用容积法测量了77 K下氢气与氘气在不同微孔与介孔分子筛吸附剂上的吸附容量与比表面积. 结果表明, 同类吸附剂上氢同位素的吸附容量与其比表面积之间存在较好的线性关系, 这有力地证明了超临界温度下氢同位素吸附遵循单分子层吸附机理. 在相同的温度、压力和比表面积条件下, 氢同位素气体在微孔分子筛上的吸附容量比介孔分子筛上的大, 这是由于在吸附剂微孔内吸附势场叠加所致, 并通过构建的吸附势模型, 较好地解释了该实验结果.     

介孔分子筛表面功能膜的制备及对水体中铅汞镉的去除作用

表面改性;功能膜材料;重金属;吸附;介孔分子筛表面功能膜的制备及对水体中铅汞镉的去除作用     

中孔分子筛在气固色谱中的应用

将中孔分子筛这一新材料应用于气固色谱，可以分离脂肪烃，芳烃，卤代烃以及一些酮类化合物。对这种中孔分子筛柱的柱效，定量解吸等情况进行了考察，并与传统的气固色谱柱和一些常用气液色谱柱进行了对比。在填补中孔材料气固色谱吸附剂空白方面作了有意义的探讨。     

Gas Chromatography on Zeolite-Based Adsorbents

The adsorption and gas chromatographic properties of zeolites, both modified with carbon and supported as a surface-porous layer, have been studied. Carbonization of zeolites changes the chemical nature of their surface and their molecular sieve properties. In comparison with other adsorbents (carbons, polymers, etc.), modified and supported zeolites are characterized by better selectivity for separation of light-boiling compounds formed in many catalytic reactions. Zeolite-based adsorbents have been used for gas chromatographic analysis of mixtures the analysis of which was a problem or was impossible with traditional chromatographic columns.     

沸石分子筛合成由微孔向中孔的飞跃

介绍了沸石分子筛合成由微孔向中孔的发展及中孔分子筛的合成近况, 比较了两类材料在合成、机理及模板作用的特殊性等方面的差异。     

碱金属与碱土金属在煤炭热转化过程中的影响研究进展

对比阐述了AAEMs在煤炭热转化过程的影响与作用,论述了催化气化中炭结构转变、碱金属形态变化、催化剂失活等过程。AAEMs是催化气化的催化剂,是活性炭制备过程的造孔剂,也是高AAEMs煤利用过程的有害组分,同样也是煤灰提铝过程的焙烧活化剂。AAEMs与炭相互作用影响炭的表面结构,进而影响气化剂在炭表面的吸附与反应,而AAEMs与炭的相互作用也会影响AAEMs的挥发与释放,耦合催化气化与煤灰资源化利用可以有效降低催化剂回收成本。通过对比认识AAEMs在煤炭热转化中的影响与作用,以期为AAEMs作用下煤炭热转化过程提供新思路与方法。     

中孔分子筛MCM-41的合成与表征

以白炭黑和正硅酸乙酯为硅源,十二、十六烷基三甲基铵为模板剂,用水热法和室温直接法合成出中孔分子筛MCM-41,考察了对合成的影响因素,用红外光谱、吸附、孔分布、热分析等手段对这两种产物进行了表征。结果表明:这种分子筛可以在很宽的配比范围内获得,但较高水硅比更有利于合成;在水硅比较低的体系中得到了一种类MCM-41中孔相(亦应属于MCM-41),其XRD衍射峰较宽,2θ角度偏低,具有类似于无定形硅铝酸盐的骨架结构。     

Effect of the chemical and structural modification of CMK-3 mesoporous carbon molecular sieve on hydrogen adsorption

The effect of the conditions of postsynthetic modification of CMK-3 carbon mesoporous molecular sieves on their structural and adsorption properties was studied. The specific surface, volume, pore size, and hydrogen adsorption are markedly enhanced upon activation of CMK-3 by thermal, steam, and chemical treatment using H₂, CO₂, H₂O₂, and HNO₃. Analysis of the occupancy density of the mesopore surface indicated increased hydrogen adsorption capacity of the hydrogen-activated carbon surface of CMK-3. Hydrogen adsorption is increased from 1.20 to 2.23 mass % at 1 atm and 77 K by steam treatment. This effect may be employed to create efficient carbon MMS adsorbents, including composite adsorbents, for the accumulation and storage of hydrogen at high pressure (adsorption >6 mass %).     

Acidity enhancement of SBA mesoporous molecular sieve by modification with SO4/ZrO2

The SO₄²⁻/ZrO₂ modified SBA mesoporous molecular sieves were prepared and characterized by XRD, N₂ adsorption, TG/DTG/DTA and IR pyridine chemisorption. The acidity of the molecular sieve was greatly enhanced after modification, and IR pyridine chemisorption results revealed that Lewis acidity was dominant in these samples. The catalytic activities of the modified molecular sieves towards strong and medium strong acid catalyzed reactions were lower than those of bulk SO₄²⁻/ZrO₂, but higher than those of Al-containing SBA molecular sieve from direct synthesis, whereas the activities of all these catalysts for weak acid catalyzed reaction were close to each other.     

Industrial wastes as low-cost potential adsorbents for the treatment of wastewater laden with heavy metals

Industrial wastes, such as, fly ash, blast furnace slag and sludge, black liquor lignin, red mud, and waste slurry, etc. are currently being investigated as potential adsorbents for the removal of the heavy metals from wastewater. It was found that modified industrial wastes showed higher adsorption capacity. The application of low-cost adsorbents obtained from the industrial wastes as a replacement for costly conventional methods of removing heavy metal ions from wastewater has been reviewed. The adsorption mechanism, influencing factors, favorable conditions, and competitive ions etc. on the adsorption of heavy metals have also been discussed in this article. From the review, it is evident that certain industrial waste materials have demonstrated high removal capacities for the heavy metals laden with wastewater. However, it is to be mentioned that adsorption capacities of the adsorbents vary depending on the characteristics of the adsorbents, the extent of chemical modification and the concentration of adsorbates. There are also few issues and drawbacks on the utilization of industrial wastes as low-cost adsorbents that have been addressed. In order to find out the practical utilization of industrial waste as low-cost adsorbents on the commercial scale, more research should be conducted in this direction.