Experimental study on high-pressure adsorption of hydrogen on activated carbon

A systematic measurement of H2 adsorption on activated carbon over a wide scope of conditions was completed for the first time using a novel cryostat developed by the present authors. The equilibrium temperatures covered 77-298 K with the space of about 20 K, and the equilibrium pressures increased from 0 to about 7MPa. A set of adsorption/desorption isotherms was obtained by a standard volumetric method. This set of experimental data was fitted to all the well-known models of type-I isotherms, and Dubinin-Astakhov (D-A) equation was found to be the best-fit one On the basis of D-A model one can predict adsorption with relative error of ±4%. A 3-dimensional adsorption surface was also constructed, and the isosteric heat of adsorption was analytically determined. Except in the low pressure area, the calculated values agreed well with the experimental ones. Finally, the troubles encountered in applying D-A equation to supercritical adsorption is discussed.     

关于氢在活性炭上高压吸附特性的实验研究

利用研制的大容量超级低温恒温槽,以20K为步长,首次在298K至77K,0到7MPa的大范围内系统地研究了氢在活性炭上的吸附特性。采用容积法测定了氢在AX-21活性炭上的一组吸/脱附等温线。通过将该组数据拟合到描述I-型等温线的诸理论模型,发现Dubinin-Astakhov方程在整个实验范围内与实验数据较好地吻合。由非线性回归定出的参数值,使该方程可以±4％的误差预测吸附量。根据该模型作出了三维吸附面,并解析地计算出等量吸附热。除低压部分外,计算值与实验值符合良好。最后讨论了D-A方程在超临界领域遇到的问题。     

磷酸三丁酯从硝酸介质中萃取铀（Ⅵ）的动力学研究

用上升单液滴法和恒界面池法研究了磷酸三丁酯-环己烷从硝酸介质中萃取铀(Ⅵ)的动力学。萃取过程为扩散控制,得到了在扩散控制下影响萃取速率的一些规律。     

碳氟表面活性剂与碳氢表面活性剂混合水溶液的表面吸附和胶团形成——Ⅱ.全氟辛酸钠-十烷基硫酸钠体系

测定了不同摩尔比的全氟辛酸钠(7CFNa)-十烷基硫酸钠(C_(10)SNa)混合水溶液(加NaCl,恒定离子强度μ=0.1m)的表面张力和界面张力(正庚烷-水溶液界面张力)。由表(界)面张力-浓度关系求出混合体系的表(界)面吸附和临界胶团浓度(cmc)。结果表明:(1)7CFNa和C_(10)SNa在μ=0.1m的溶液中,cmc相近,两者表面活性相近;但7CFNa降低水表面张力的能力较强,在cmc时的表面张力可低达～23mNm~(-1)。因此,在混合溶液的表面上,7CFNa的表面活性较高,优先吸附于表面。对于各种摩尔比的混合溶液,7CF~-在表面层中的比例皆大于在溶液内部的比例。(2)正庚烷-水溶液界面上的吸附与表面吸附截然不同。7CF~-在界面吸附层中的比例低于溶液内部,表明其吸附能力比C_(10)S~-为弱。这是由于界面一边的正庚烷与C_(10)SNa碳氢链之间的作用大于与7CFNa碳氟链之间的作用。亦即碳氟链与碳氢链“互憎”作用在界面上的表现。(3)在不同摩尔比的混合溶液中,各组分的cmc接近一恒值,进一步说明混合溶液中存在碳氟链与碳氢链间的互憎作用,以致两种表面活性剂在混合溶液中(有过量无机盐时)基本上各自形成胶团。     

甲壳素-壳聚糖对皂土悬浮液的絮凝

研究了三种摩尔质量大体相同而脱乙酰度分别为93%、78%和62%的甲壳素-壳聚糖在pH=3～6范围内对皂土悬浮液的絮凝性质, 并与非离子型絮凝剂聚丙烯酰胺作了比较, 证明含自由氨基的甲壳素-壳聚糖在酸性溶液中形成阳离子聚电解质后. 对带负电的皂土悬浮颗粒有很好的絮凝能力. 通过对上述三种聚合物的絮凝能力、在皂土颗粒表面的吸附量等测定, 认为絮凝中桥连机制起了主导作用, 但聚合物所带正电荷则有利于被皂土颗粒所吸附, 电中和还降低了颗粒间的静电排斥, 这都对桥连絮凝起了促进作用. 聚丙烯酰胺分子在水中不带电, 故当介质pH升高使皂土颗粒双电层变厚时, 絮凝能力迅速下降.     

聚乙二醇对纳米二氧化钛性质和应用的影响

二氧化钛纳米晶光催化材料是近年来发展起来的新型环境友好材料,国内外研究者在利用二氧化钛纳米晶光催化降解苯酚、氯酚、甲醛等污染物方面做了大量的研究工作。研究表明TiO2的3种晶型,锐钛矿型、金红石型和板钛矿型中,有光催化作用的主要是锐钛型和金红石型,其晶型和晶粒大小     

新型两亲性壳聚糖衍生物的合成、表征及对难溶性药物的增溶性

以天然可生物降解的壳聚糖为原料, 通过在壳聚糖6位羟基上引入羧甲基, 在2位氨基上引入疏水烷基链, 制得N-辛基-O,N-羧甲基壳聚糖(OCC)两亲性衍生物, 分别用FTIR、1H NMR和元素分析等技术对其结构进行表征, 用广角X射线衍射(WAXD)和差示扫描量热法(DSC)对其物理性质进行分析, 并考察其在各种溶剂中的溶解性能及其对难溶性药物的增溶能力. 所制备的OCC羧甲基取代度为115.9%, 取代主要发生在6位羟基上; 辛基取代度58.0%, 取代主要发生在2位氨基上; 与壳聚糖相比, OCC分子间/内氢键作用减弱; OCC在常用的有机溶剂中不溶, 但在水中溶解度增加, 能够形成具有淡蓝色乳光的纳米胶体溶液, 对难溶性抗肿瘤药物紫杉醇具有优越的增溶能力, 使紫杉醇在水中的溶解度提高近500倍, 载药量为34.6%(质量分数), 包封率为89.9%. OCC是潜在的优良的难溶性药物增溶载体材料.     

AB2星型杂臂共聚物的合成及其结晶行为

通过分子设计, 用过量丁二酸酐将单硬酯酸甘油酯的两个羟基转变为羧基, 再以辛酸亚锡为催化剂, 二苯醚为共沸脱水剂, 使其进一步与不同分子量的端羟基聚乙二醇在负压下共沸脱水偶联, 成功地制备了一系列AB2星型杂臂共聚物, 并采用1H NMR、XRD、DSC、FTIR和偏光显微镜等手段对产物及其结晶行为进行了研究. 1H NMR测试结果表明, 所得聚合物是以二丁二酸甘油酯为核, 一条硬酯酸烷基(GMS)臂和两条聚乙二醇(PEG)臂构成的AB2星型杂臂共聚物[GMS-(SA-PEG)2]. DSC和XRD测试结果表明, 在GMS-(SA-PEG)2中, GMS臂和PEG臂都能结晶; GMS臂的存在不仅影响PEG臂的结晶速度, 同时也影响其结晶的完善程度, 导致结晶温度和结晶熔融温度发生变化; GMS臂相对含量越大, 对PEG结晶行为的影响也越大. 利用偏光显微镜对结晶过程的在线观察结果表明, GMS-(SA-PEG)2的结晶形貌不同于线型聚乙二醇的大球晶, 其先形成细碎的束状晶核, 然后逐步出现生长中的球晶结构, 最后所形成的晶体尺寸有大幅度的减小, 而且其形貌和PEG臂的分子量密切相关. 可见AB2星型杂臂共聚物的结晶是先由GMS臂结晶形成小晶核, 然后再诱导PEG臂球晶的生长. 杂臂的引入对于控制星型多臂共聚物的晶形、晶貌具有重要意义.     

Pb(Ⅱ)离子印迹吸附剂的制备及固相萃取性能研究

采用表面印迹技术,结合溶胶凝胶过程,合成了巯基功能化的Pb(Ⅱ)离子印迹吸附剂,利用傅立叶变换红外光谱和N2吸附-脱附对其进行了表征,并用平衡吸附实验研究了其固相萃取性能.结果表明,该印迹吸附剂对Pb(Ⅱ)的结合能力和选择性明显高于非印迹吸附剂,并且具有较快的吸附速率,20 min即达到吸附平衡,最大的平衡吸附量达221 mg/g,在Cd(Ⅱ)存在下,相对选择性系数达到121.该法的检出限为0.23 μg/L,相对标准偏差为3.7%.将该印迹吸附剂用于实际水样的分离富集和测定,结果令人满意.     

用活性炭纤维同时脱除二氧化碳中COS与H_2S的研究

采用固定床动态吸附实验考察了用NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3和Fe3+、CO2+等对活性炭纤维(ACF)进行改性,并分别对其脱除氧硫化碳(COS)和硫化氢(H2S)的性能进行了测试。重点是以N2和CO2为稀释气,对改性离子的种类、含量、反应气氛和反应温度等的脱硫性能进行研究,还考察了在COS和H2S同时存在的情况下,ACF脱除COS和H2S的性能。结果表明,碱改性ACF比空白ACF脱除效果好,金属离子改性ACF与碱改性ACF相比可以有效地提高活性炭纤维的硫容量。其中,用CO2+改性ACF能同时提高脱除COS和H2S的效果。