分子模拟在气固吸附机理研究中的应用进展
变压吸附原理
1．什么叫吸附？ 答：当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面原子剩余引力的作用，气体中的一些分子便会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附。 2．气体分离的原理是什么？ 当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的引力差异，使吸附相的组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。 伴随吸附过程所释放的热量叫吸附热，解吸过程所吸收的热量叫解吸热。气体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。不同的吸附剂对各种气体分子的吸附热均不相同。 3．什么叫化学吸附？什么叫物理吸附？ 化学吸附：即吸附过程伴随有化学反应的吸附。在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂表面将发生反应生成表面络合物，其吸附热接近化学反应热。化学吸附需要一定的活化能才能进行。通常条件下，化学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。石灰石吸附氯气，沸石吸附乙烯都是化学吸附。 物理吸附：也称范德华（van der Waais）吸附，它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力所引起的，此力也叫作范德华力。由于固体表面的分子与其内部分子不同，存在剩余的表面自由力场，当气体分子碰到固体表面时，其中一部分就被吸附，并释放出吸附热。在被吸附的分子中，只有当其热运动的动能足以克服吸附剂引力场的位能时才能重新回到气相，所以在与气体接触的固体表面上总是保留着许多被吸附的分子。由于分子间的引力所引起的吸附，其吸附热较低，接近吸附质的汽化热或冷凝热，吸附和解吸速度也都较快。被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来，所以物理吸附是可逆的。物理吸附通常分为变温吸附和变压吸附。 4．变压吸附属化学吸附或物理吸附？ 分离气体混合物的变压吸附过程系纯物理吸附，在整个过程中没有任何化学反应发生。 5．变压吸附常用吸附剂有哪几种？他们各自的作用是什么？ 变压吸附常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等，另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。气体吸附分离成功与否，很大程度上依赖于吸附剂的性能，因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。 硅胶是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，分子式为SiO2.nH2O，为一种亲水性的极性吸附剂。它是用[wiki]硫酸[/wiki]处理硅酸钠的水溶液，生成凝胶，并将其水洗除去硫酸钠后经干燥，便得到玻璃状的硅胶，它主要用于干燥、气体混合物及[wiki]石油[/wiki]组分的分离等。工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下，吸附量可达吸附剂重量的８０％以上，而在低湿度条件下，吸附量大大低于细孔硅胶。 活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成，它的性质取决于最初[wiki]氢[/wiki]氧化物的结构状态，一般都不是纯粹的Al2O3,而是部分水合无定形的多孔结构物质，其中不仅有无定形的凝胶，还有氢氧化物的晶体。由于它的毛细孔通道表面具有较高的活性，故又称活性氧化铝。它对水有较强的亲和力，是一种对微量水深度干燥用的吸附剂。在一定操作条件下，它的干燥深度可达[wiki]露点[/wiki]-７０℃以下。 活性炭是将木炭、果壳、煤等含碳原料经炭化、活化后制成的。活化方法可分为两大类，即药剂活化法和气体活化法。药剂活化法就是在原料里加入氯化锌、硫化钾等化学药品，在非活性气氛中加热进行炭化和活化。气体活化法是把活性炭原料在非活性气氛中加热，通常在700℃以下除去挥发组分以后，通入水蒸气、二氧化碳、烟道气、空气等，并在700～1200℃温度范围内进行反应使其活化。活性炭含有很多毛细孔构造，所以具有优异的吸附能力。因而它用途遍及水处理、脱色、气体吸附等各个方面。
分子蒸馏技术和应用
分子蒸馏技术及其应用 摘要 分子蒸馏又称短程蒸馏，是一种新型的液－液分离技术，与常规蒸馏相比具有许多优点，本文对分子蒸馏的基本原理、设备、特点以及在食品、医药、化工工业中的应用进行了阐述。 关键词：分子蒸馏、食品工业。 分子蒸馏是在高真空度下进行的非平衡蒸馏技术（真空度可达 0．01Pa），是以气体扩散为主要形式、利用不同物质分子运动自由程的差异来实现混合物的分离。由于蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物料的蒸气分子的平均自由程，所以也称短程蒸馏。由于分子蒸馏过程中。待分离物质组分可以在远低于常压沸点的温度下挥发，并且各组分的受热过程很短，因此分子蒸馏已成为对高沸点和热敏性物质进行分离的有效手段。目前已广泛应用于食品、医药、油脂加工、石油化工等领域，用于浓缩或纯化低挥发度、高分子量、高沸点、高黏度、热敏性、具有生物活性的物料。 一、分子蒸馏的概念原理和过程 1.1分子蒸馏的基本概念分子有效直径：分子在碰撞过程中，两分子质心的最短距离，即发生斥离的质心距离。分子运动自由程：指一个分子与其他气体分子相邻两次分子碰撞之间所走的路程。分子运动平均自由程：在一定的外界条件下，不同物质中各个分子的自由程各不相同。就某一种分子来说在某时间间隔自由程的平均值称为平均自由程。 1．2分子蒸馏的基本原理分子蒸馏的分离是建立在不同物质挥发度不同的基础上，其操作是在低于物质沸点下进行，当冷凝表面的温度与蒸发物质的表面温度有差别时就能进行分子蒸馏。根据分子运动理论，液体混合物中各个分子受热后会从液面逸出，不同种类的分子，由于其有效直径不同，逸出液面后直线飞行距离是不相同的。轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，若在离液面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面，使得轻分子落在冷凝面上被冷凝，而重分子则因达不到冷凝面，返回原来液面这样就将混合物分离了，分子平均自由程是分子蒸馏基本理论的核心。 1.3分子蒸馏的基本过程根据分子蒸馏的基本理论，可将蒸馏过程分解为 以下5个步骤：①物料在加热面上形成液膜；②分子在液膜表面上自由蒸发；③分子从加热面向冷凝面的运动；④轻分子在冷凝面上被捕获，重分子返回物料液膜；⑤馏出物和残留物的收集。 二、分子蒸馏的特点
分子动力学模拟
分子动力学模拟 分子动力学就是一门结合物理,数学与化学的综合技术。分子动力学就是一套分子模拟方法,该方法主要就是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动,以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本,从而计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量与其她宏观性质。 这门技术的发展进程就是: 1980年:恒压条件下的动力学方法(Andersenの方法、Parrinello-Rahman法) 1983年:非平衡态动力学方法(Gillan and Dixon) 1984年:恒温条件下的动力学方法(能势‐フーバーの方法) 1985年:第一原理分子动力学法(→カー?パリネロ法) 1991年:巨正则系综的分子动力学方法(Cagin and Pettit)、 最新的巨正则系综,即为组成系综的系统与一温度为T、化学势为μ的很大的热源、粒子源相接触,此时系统不仅同热源有能量交换,而且可以同粒子源有粒子的交换,最后达到平衡,这种系综称巨正则系综。 进行分子动力学模拟的第一步就是确定起始构型,一个能量较低的起始构型就是进行分子模拟的基础,一般分子的其实构型主要就是来自实验数据或量子化学计算。在确定起始构型之后要赋予构成分子的各个原子速度,这一速度就是根据玻尔兹曼分布随机生成,由于速度的分布符合玻尔兹曼统计,因此在这个阶段,体系的温度就是恒定的。另外,在随机生成各个原子的运动速度之后须进行调整,使得体系总体在各个方向上的动量之与为零,即保证体系没有平动位移。 由上一步确定的分子组建平衡相,在构建平衡相的时候会对构型、温度等参数加以监控。 进入生产相之后体系中的分子与分子中的原子开始根据初始速度运动,可以想象其间会发生吸引、排斥乃至碰撞,这时就根据牛顿力学与预先给定的粒子间相互作用势来对各个例子的运动轨迹进行计算,在这个过程中,体系总能量不变,但分子内部势能与动能不断相互转化,从而体系的温度也不断变化,在整个过程中,体系会遍历势能面上的各个点,计算的样本正就是在这个过程中抽取的。 用抽样所得体系的各个状态计算当时体系的势能,进而计算构型积分。 作用势的选择与动力学计算的关系极为密切,选择不同的作用势,体系的势能面会有不同的形状,动力学计算所得的分子运动与分子内部运动的轨迹也会不同,进而影响到抽样的结果与抽样结果的势能计算,在计算宏观体积与微观成分关系的时候主要采用刚球模型的二体势,计算系统能量,熵等关系时早期多采用Lennard-Jones、morse势等双体势模型,对于金属计算,主要采用morse势,但就是由于通过实验拟合的对势容易导致柯西关系,与实验不符,因此在后来的模拟中有人提出采用EAM等多体势模型,或者采用第一性原理计算结果通过一定的物理方法来拟合二体势函数。但就是对于二体势模型,多体势往往缺乏明确的表达式,参量很多,模拟收敛速度很慢,给应用带来很大困难,因此在一般应用中,通过第一性原理计算结果拟合势函数的L-J,morse等势模型的应用仍非常广泛。 分子动力学计算的基本思想就是赋予分子体系初始运动状态之后,利用分子的自然运动在相空间中抽取样本进行统计计算,时间步长就就是抽样的间隔,因而时间步长的选取对动力学模拟非常重要。太长的时间步长会造成分子间的激烈碰撞,体系数据溢出;太短的时间步长会降低模拟过程搜索相空间的能力,因此一般选取的时间步长为体系各个自由度中最短运动周期的十分之一。但就是通常情况下,体系各自由度中运动周期最短的就是各个化学键的振动,而这种运动对计算某些宏观性质并不产生影响,因此就产生了屏蔽分子内部振动或其她无关运动的约束动力学,约束动力学可以有效地增长分子动力学模拟时间步长,提高搜索相空间的能
微生物吸附铀的机理研究现状
第!"卷!第#期!$$%年&&月铀!矿!冶 ’()*+’,,+*+*-)*.,/0)11’(-2 3456!"!*46# """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" *476!$$% 收稿日期!!$$%$8$& 基金项目!国家自然科学基金资助项目!编号"&$#:"$8=#$湖南省教育厅资助项目!编号"$#?"#9# $湖南省自然科学基金资助项目!编号"$"L L 8$$9# #%作者简介!杨!晶!&9=!&# $女$河北省邯郸市人$在读硕士研究生$研究方向为水处理理论与技术%微生物吸附铀的机理研究现状 杨!晶!谢水波!王清良!周星火!胡!轶!张!纯 !南华大学建筑工程与资源环境学院$湖南衡阳#!&$$& #摘要!铀水冶生产过程中产生一定的废物$其中的放射性核素能对地表水和地下水构成长期潜在危害%微生物对铀的吸附作用可用于降低水中铀的浓度达到环境保护的目的%探讨了微生物对铀的被动吸附机理$论述了其表面配合’氧化还原’无机微沉淀及离子交换等过程$并进行了展望%关键词!铀(生物吸附(机理 中图分类号!019#&6!&!文献标识码!)!文章编号!& $$$=$%8!!$$%#$#$&9!$#!!铀矿冶生产过程中产生一定的废物$ 其中的放射性核素不可避免地进入环境水体$这些核素进入环境后$将对生态环境和人类健康构成潜在的危害%因此$如何清除水体中的低浓度铀已成 为众多学者所关注的重要问题) &* %现就微生物吸附铀的机理进行讨论% !!铀在水体中的存在形式与去除方法 由于排放源的不同$水体中铀的浓度也不尽相同$但铀存在形态基本类似$主要是以’!.#和’!/# !种价态与其它金属化合物或氧化物共存%其中’!/# 容易与无机碳形成稳定的配合物$最终形成沉淀$而’!.#则通常以’N ! !H 铀酰离子形式存在$可溶性较好$不容易去除$水体 除铀也主要指’!.# 及其化合物的去除%核素铀污染处置的方法主要包括物理方法’化学方法和生物方法$如沸石吸附’离子交换’溶剂萃取等%但物理化学方法成本较高$易造成二次污染$且难以用于治理环境中的面污染%生物吸附!c D 4C 4K [X D 4E #是指通过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的过程%这一概 念于&9#9年首先由(W I T T 4U X )!* 等人提出$ 他用活性污泥法从废水中回收了!89
变压吸附原理及应用
变压吸附气体分离技术 目录 第一节气体吸附分离的基础知识 (2) 一、吸附的定义 (2) 二、吸附剂 (3) 三、吸附平衡和等温吸附线—吸附的热力学基础 (6) 四、吸附过程中的物质传递 (10) 五、固定床吸附流出曲线 (12) 第二节变压吸附的工作原理 (14) 一、吸附剂的再生方法 (14) 二、变压吸附工作基本步骤 (16) 三、吸附剂的选择 (17) 第三节变压吸附技术的应用及实施方法 (20) 一、回收和精制氢 (20) 二、从空气中制取富氧 (24) 三、回收和制取纯二氧化碳 (25) 四、从空气中制氮 (26) 五、回收和提纯一氧化碳 (28) 六、从变换气中脱出二氧化碳 (31) 附Ⅰ变压吸附工艺步骤中常用字符代号说明 (32) 附Ⅱ回收率的计算方法 (32)
第一节气体吸附分离的基础知识 一、吸附的定义 当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面的原子的剩余引力的作用，气体中的一些分子便会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。相反，固体表面上被吸附的分子返回气体相的过程称为解吸或脱附。 被吸附的气体分子在固体表面上形成的吸附层，称为吸附相。吸附相的密度比一般气体的密度大得多，有可能接近液体密度。当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的压力差异，使吸附相的组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。 吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。伴随吸附过程所释放的的热量叫吸附热，解吸过程所吸收的热量叫解吸热。气体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。不同的吸附剂对各种气体分子的吸附热均不相同。 按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附。 化学吸附：即吸附过程伴随有化学反应的吸附。在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂表面将发生反应生成表面络合物，其吸附热接近化学反应热。化学吸附需要一定的活化能才能进行。通常条件下，化学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。石灰石吸附氯气，沸石吸附乙烯都是化学吸附。 物理吸附：也称范德华（van der Waais) 吸附，它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力所引起的，此力也叫作范德华力。由于固体表面的分子与其内部分子不同，存在剩余的表面自由力场，当气体分子碰到固体表面时，其中一部分就被吸附，并释放出吸附热。在被吸附的分子中，只有当其热运动的动能足以克服吸附剂引力场的位能时才能重新回到气相，所以在与气体接触的固体表面上总是保留着许多被吸附的分子。由于分子间的引力所引起的吸附，其吸附热较低，接近吸附质的汽化热或冷凝热，吸附和解吸速度也都较快。被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来，所以物理吸附是可逆的。分离气体混合物的变压吸附过程系纯物理吸附，在整个过程中没有任何化学反应发生。本文以下叙述的除了注明之外均为气体的物理吸附。
分子诊断技术临床应用进展
分子诊断技术临床应用进展-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
分子诊断技术临床应用进展 张健（上海市临床检验中心，200126） 摘要：分子生物学的快速发展，使分子诊断技术进入常规临床实验室的应用技术，越来越多的分子诊断实验项目应用于疾病的诊断、治疗监测和预后判定。不同的分子诊断方法具有不 同的临床应用范围，本文根据分子诊断技术特征，按照杂交、扩增和测序三种技术特征， 对近期分子诊断技术的发展及其在临床应用方面的进展做一综述。 关键词：分子诊断荧光原位杂交聚合酶链式反应基因测序高通量 狭义的分子诊断（molecular diagnosis）是基于核酸的诊断技术，通过对DNA和／或RNA的检测来实践对疾病的检测和诊断。但是，随着第一张人类基因组测序图的完成，以及由此而带来的基因组学、蛋白组学、代谢物组学等新兴学科的发展，分子诊断的内涵已经从单纯的DNA/RNA拷贝、突变等变化的检测，拓展到核酸与DNA片段、蛋白与多肽、抗原与抗体、受体与配体等生物大分子的检测，并广泛应用于疾病的筛查、诊断、治疗监测、预后与预防等生命科学的各个领域［1］。当然，分子诊断学的快速发展，得益与分子诊断技术的日新月异。1990年启动的人类基因组计划的完成经历了十三年的时间，而2007启动的1000人基因组计划的完成却只用了3年［2］，人类了解自然密码的速度正在跨上快速列车。检验医学以提供精密准确的数据服务于临床，而分子诊断技术正逐渐成为成为常规临床实验室的应用技术，这将为检验医学的发展提供巨大的机遇与挑战。本文将根据分子诊断技术特征，按照杂交、扩增和测序三种技术特征，对近期分子诊断技术的发展及其在临床应用方面的进展做一综述。 一、基于分子杂交为基础的分子诊断技术发展及其应用 两条同源核酸分子（DNA或RNA）可以在碱基互补的原则下形成异质双链是遗传物质最重要的化学特征，这一过程亦被称为分子杂交（molecular hybridization）。分子杂交是所有分子生物学技术的基础，从最初的印迹杂交（southern Blot和northern Blot）到实时PCR（real time PCR），从基因芯片再到高通量的DNA测序技术，都离不开碱基互补的分子杂交反应。而且在理论上可以特异性相互作用的两个不同分子，例如核酸与核酸之间（A-G、G-C）、蛋白与蛋白之间（抗原和抗体）甚至核酸和蛋白之间（适体与多肽）的相互作用都可以视为分子杂交的不同表现模式。因此，广义的分子杂交技术是指以核酸、蛋白、糖基以及细胞、代谢物等分子的相互作用所建立的分析方法。目前临床应用的以分子杂交技术为基础的诊断技术繁多，缺乏统一的分类方法，但是可以根据实验方法的差异分为主要的两种类型，一类是通过特异性的标记探针检测检测细胞内的核酸物质，而另一类是通过探针检测从细胞内提取的核酸、蛋白等物质，前者以原位杂交及其衍生的技术为主，后者以生物芯片及其衍生的技术为主。1、原位杂交技术（in situ hybridiztion，FISH）的发展与临床应用： 原位杂交应用特异性的探针检测细胞内的核酸需要标记分子显示杂交信号，1960s年代的检测技术是放射性核素标记，但是信号检测程序复杂并且可能存在放射性物质的污染，而荧光物质标记可以通过显微镜直接观察实验结果，因此荧光标记的原位杂交技术（Fluorescent in situ hybridiztion，FISH）
吸附剂及其作用机理研究与探讨
吸附剂及其作用机理研究与探讨 王丁明 （河北理工大学市政工程系） 摘要：本文全面叙述与探讨了吸附剂的作用机理和物理性质，并对几种常见 的吸附剂给予了介绍。 关键词：吸附剂作用机理活性炭 1前言 任何一对原子（或分子）间均有相互吸引的作用。如果一对原子有一方是固体表面原子，另一方是气体分子，那它们相互作用的结果是将气体束缚于固体表面或使被束缚分子与气体体相内的分子成某种动态平衡。这种气体分子在固体表 面上发生的滞留现象称为气体在固体表面的吸附作用。换言之，气体在固体上的 的吸附作用是发生在两相界面上的行为，使气相中的某种组分在此界面上浓集。吸附作用使固体表面能降低，因而吸附过程是自发过程。 在工农业生产活动和日常生活中，吸附现象是普遍存在的。为了研究方便，通常将被吸附的物质称为吸附质，能有效地吸附吸附质的物质称为吸附剂。吸附质可以是气体、蒸气和液体，吸附剂大多为多孔性大比表面积的固体。 本文将全面叙述与探讨吸附剂的作用机理和物理性质，并对几种常见的吸附剂予以介绍。 2吸附剂的作用机理 吸附是一种建立在分子扩散基础上的物质表面现象。以固体表面和吸附分子 间作用力的性质区分，吸附作用大致可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。 2.1物理吸附 有关物理吸附的许多实验结果表明，物理吸附具有吸附热较小、吸附速度快、吸附无选择性、吸附可以是多层的等特点。因此人们认为引起物理吸附的力是普遍存在于各种原子和分子之间的范德华力。范德华力来源于原子与分子间的取向力、诱导力和色散力三种作用。 极性分子可视作偶极子，其极性用偶极矩卩=qd来衡量，即正或负电荷电量（q）与电荷中心间距d的乘积。卩=0的分子为非极性分子，卩越大，分子极性越大。测定分子偶极矩是确定分子结构的一种实验方法。德拜因创立此方法而荣获1936年诺贝尔化学奖。极性分子相互靠近时，因分子的固有偶极之间同极相斥异极相吸，使分子在空间按一定取向排列，使体系处于更稳定状态。这种极性分子之间靠永久偶极与永久偶极作用称为取向力，其实质是静电力。
变压吸附基础知识
一、基础知识 1．气体知识 氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。它无色、无味，透明，属于亚惰性气体，不维持生命。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。氮气（N2）在空气中的含量为78.084% （空气中各种气体的容积组分为：N2: 78.084%、02: 20.9476%、氩气：0.9364%、CO2: 0.0314%、其它还有 H2、 CH4、 N2O、 O3、 SO2、NO2 等，但含量极少），分子量为 28，沸点： -195.8C，冷凝点：-210C。 2．压力知识 变压吸附（PSA）制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。现使用的吸附剂一一碳分子筛最佳吸附压力为 0.75~0.9MPa,整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。 二、PSA制氮工作原理： 变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色，其孔型分布如下图所示： 碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现 O2 、N2 的动力学分离。这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气体。碳分子筛对 O2、 N2 的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2 分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率， N2 分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和 CO2 的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是 N2 和 Ar 的混合气。
变压吸附制氢工艺
变压吸附制氢工艺 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
工艺技术说明 1、吸附制氢装置工艺技术说明 1）工艺原理 吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附（PSA）气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。 物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（包括范德华力和电磁力）进行的吸附。其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。 变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质：一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的第一个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。 吸附剂： 工业PSA-H2装置所选用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类吸附剂；另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的特殊吸附材料，如CO专用吸附剂和碳分子筛等。吸附剂最重要的物理特征包括孔容积、孔径分布、表面积和表面性质等。不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。 吸附剂对各种气体的吸附性能主要是通过实验测定的吸附等温线和动态下的穿透曲线来评价的。优良的吸附性能和较大的吸附容量是实现吸附分离的基本条件。 同时，要在工业上实现有效的分离，还必须考虑吸附剂对各组分的分离系数应尽可能大。所谓分离系数是指：在达到吸附平衡时，（弱吸附组分在吸附床死空间中残
分子蒸馏技术及其应用的研究进展(精)
综述与专论 分子蒸馏技术及其应用的研究进展 陈立军陈焕钦 (华南理工大学化学工程研究所,广州510640 摘要分子蒸馏是一种在高真空下进行的特殊蒸馏技术。分子蒸馏是一项国内外正在工业化开发应用的高新分离技术,尚未实现大规模的工业化。分子蒸馏技术同普通蒸馏技术的差别很大。介绍了分子蒸馏基本原理、技术特点、主要装置和优势。此外还详细介绍了分子蒸馏技术在国内外的应用新进展,并提出了未来分子蒸馏领域的重点研究方向。关键词 平均自由程分子蒸馏应用进展R esearch Progress in the T echnique of Molecular Distillation and its Application Chen Lijun Chen H uanqin (R esearch I nstitute of Chemical E ngineering ,Southern China U niversity of T echnology ,G uangzhou 510640 Abstract The m olecular distillation (short -path distillation or unobstructed distillation is a special separation technique of liquid -liquid and a special distillation technique under the high vacuum.It is an industrializing Hi -tech at home and abroad and not used in
各类吸附剂的机理及其研究进展
各类吸附剂的机理及其研究进展 叶鑫 华东交通大学 摘要：吸附法作为一种重要的处理废水的方法已经得到广泛应用。本文介绍了近年来利用吸附法处理废水的研究进展。根据吸附机理将吸附剂吸附重金属的方法分为化学吸附和物理吸附两大类，并对其研究现状进行了介绍。介绍了活性炭、沸石、壳聚糖、膨润土、生物吸附剂处理废水的研究进展，同时对吸附法处理重金属废水的发展方向进行了展望。利用吸附法进行废水处理，具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点，因此随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功，吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。 关键词：吸附剂；吸附法；研究 吸附剂是指能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂。最具代表性的吸附剂是活性炭，吸附性能相当好，但是成本比较高，曾应用在松花江事件中用来吸附水体中的甲苯。吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物，以便回收或去除它们，从而使废水得到净化的方法。 利用吸附法进行物质分离已有漫长的历史，国内外的科研工作者在这方面作了大量的研究工作，目前吸附法已广泛应用于化工、环境保护、医药卫生和生物工程等领域。 在化工和环境保护方面，吸附法主要用于净化废气、回收溶剂（特别适用于腐蚀性的氯化烃类化合物、反应性溶剂和低沸点溶剂）和脱除水中的微量污染物。后者的应用范围包括脱色、除臭味、脱除重金属、除去各种溶解性有机物和放射性元素等。 在处理流程中，吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理，以去除有机物、胶体及余氯等，也可作为二级处理后的深度处理手段，以便保证回用水质量。利用吸附法进行水处理，具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点，随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功，吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素，广义而言，一切固体都具有吸附能力，但是只有多孔物质或磨得极细的物质由于具有很大的表面积，才能作为吸附剂。工业吸附剂还必须满足下列要求：（1）吸附能力强；（2）吸附选择性好；（3）吸附平衡浓度低；（4）容易再生和再利用；（5）机械强度好；（6）化学性质稳定；（7）来源广；（8）价廉。一般工业吸附剂很难同时满足这八个方面的要求，因此，在吸附处理过程中应根据不同的场合选用不同的吸附剂。目前，可用于水处理的吸附剂有活性炭、吸附树脂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂、改性木质素类吸附剂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等[1]。本文主要对上述吸附剂的应用研究现状和发展。 1 活性炭 吸附剂中活性炭应用于水处理已有几十年的历史。60年代后有很大发展，国内外的科研工作者已在活性炭的研制以及应用研究方面作了大量的工作。制作活性炭的原料种类多、来源丰富，包括动植物(如木材、锯木屑、木炭、谷壳、椰子壳、稻麦杆、坚果壳、脱脂牛骨、鱼骨等)、煤(泥煤、褐煤、沥青煤、无烟煤等)、石油副产物(石油残渣、石油焦等)、纸浆废物、合成树脂以及其他有机物(如废轮胎)[2]等。但是，活性炭因生产工艺、原料的不同，性能悬殊非常大，用途也不一样，目前工业上使用的活性炭有粒状和粉状两种，其中以粒状为主。与其他吸附剂相比，活性炭具有巨大的比表面积以及微
变压吸附流程说明
变压吸附流程说明 4.1工艺过程简述 本装置VPSA过程,以一个吸附塔T0101A为例,简述如下： a. 吸附过程（A） 压力为1.7～1.9Mpa的变换气自装置外来，首先进入原料气气水分离器中分离掉其中夹带的液滴，经FIRQ-0101计量后进入VPSA系统。 打开程控阀KS0101A、KS0102A，变换气自塔底进入T0101A （同时有2个吸附塔处 于吸附状态）内。在多种吸附剂的依次选择吸附下，其中的H 2O、CO 2 等组分被吸附下来， 未被吸附的氢氮气及一氧化碳等从塔顶流出，经压力调节系统PICA-0101稳压该工序。 当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。吸附床开始转入再生过程。 b. 顺放-1过程（P1） 这是在吸附过程结束后,吸附塔内的气体与产品气非常接近,打开程控阀KS0103A、KS0110，缓慢打开随动调节阀HV0102顺着吸附方向将吸附塔内的气体流向产品气管道的过程,该过程不仅回收了吸附塔内有效气体,同时也降低了吸附塔内压力,相当于增加一次均压降。 c．均压降压过程（1D～10D） 这是在顺放-1过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的氢氮气放入其它已完成再生的较低压力吸附塔或到均压罐的过程，该过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间有效气体的过程，本流程共包括10次均压降压过程以保证有效气体的充分回收。 d.顺放-2过程（P2） 这是在均压降过程结束后，打开程控阀KS0106a，KS0114顺着吸附方向，将吸附塔内含量较高的有效气体放入煤气气柜的过程，该过程充分回收了吸附塔内有效气体，不仅降低工厂消耗，而且对工厂系统物料平衡和动力平衡有利。 E．逆放过程（D）
分子模拟技术在炼油领域的应用
分子模拟技术在炼油领域的应用 摘要：分子模拟技术是近些年发展起来的一门新兴计算化学技术。本文简要介绍了近几年来分子模拟技术在炼油领域的应用，如炼油催化剂的开发、炼制过程反应化学研究以及油品添加剂分子设计等。分子模拟作为一种能模拟炼油过程细节的有效工具已经在炼油工业各个领域的研究中发挥了重大作用。 关键词：分子模拟技术；炼油领域；催化剂；反应化学；油品添加剂 1前言 20世纪80年代以来，随着计算机性能的提高以及各种计算化学方法的改进，分子模拟技术日渐成熟，并逐步发展成为人们进行科学研究的一项新的有效的工具。它借助计算机强大的计算能力和图像显示能力，从原子和分子水平上模拟分子的结构与行为，能够更好地帮助人们从微观角度认识物质的基本特征。分子模拟技术在炼油领域，如对各炼制过程核心转化规律的认识、渣油团聚物结构研究、油品添加剂分子设计以及分子筛催化剂等方面的应用，可以帮助研究人员更深人地理解所研究的体系，以便选择更合理的研发途径，更快地进行催化剂的改性和开发及改性以及油品添加剂新产品的研制，减少实验工作，推动炼油领域的技术进步。 2分子模拟技术简介 分子模拟是以计算机为工具，在原子水平上建立分子模型用以模拟分子的结构与行为，进而模拟分子体系的各种物理化学性质。具体而言，就是先在计算机屏幕上构建分子模型，包括对所研究对象的原子位置的详细描述和建立分子间相互作用力方程，然后用恰当的统计力学关系对分子的位置和运动情况进行统计平均以求算所需的宏观性质。分子模拟技术包括量子力学、分子力学、蒙特卡洛和分子动力学等方法。 2.1量子力学方法 量子力学[1](QM)认为微观粒子运动服从Schrêdinger方程，分子或原子处于(稳)定态的Schrêdinger方程为本征值的方程：?7=E7。式中：?表示Hamilton
全球分子诊断发展趋势
全球分子诊断发展趋势返回 (发布日期：2006-6-30 11:13:22) 浏览人数：78 一、分子诊断基本概念 分子诊断主要是指编码与疾病相关的各种结构蛋白、酶、抗原抗体、免疫活性分子基因的检测。2002 年9 月27 日，美国《nature genetics》发表一项调查报告，列出了未来5 至10 年内最有希望改善世界各国、特别是广大发展中国家人们健康状况作出贡献的十大关键生物技术。位居第一位的就是针对传染病的分子诊断技术，包括聚合酶链式反应、单克隆抗体等技术。分子诊断是当代医学发展的重要前沿领域之一，其核心技术是基因诊断，常规技术包括：聚合酶链式反应（PCR），DNA测序（DNA sequencing)，荧光原位杂交技术（FISH），DNA印迹技术（ DNA blotting ），单核苷酸多态性（SNP），连接酶链反应（LCR），基因芯片技术（gene chip）。其中，PCR产品占据目前分子诊断的主要市场，基因芯片是分子诊断市场发展的主要趋势。PCR产品灵敏度高、特异性强、诊断窗口期短，可进行定性、定量检测，可广泛用于肝炎、性病、肺感染性疾病、优生优育、遗传病基因、肿瘤等，填补了早期免疫检测窗口期的检测空白，为早期诊断、早期治疗、安全用血提供了有效的帮助。基因芯片是分子生物学、微电子、计算机等多学科结合的结晶，综合了多种现代高精尖技术，被专家誉为诊断行业的终极产品。但其成本高、开发难度大，目前产品种类很少，只用于科研和药物筛选等用途。 二、分子诊断发展趋势 1、世界各国高度重视分子诊断技术的发展 2002 年9 月27 日，美国《nature genetics》发表一项调查报告，列出了未来5 至10 年内最有希望为改善世界各国、特别是广大发展中国家人们的健康状况作出贡献的十大关键生物技术，针对传染病的分子诊断技术位居第一位。分子诊断技术中，基因芯片技术、荧光PCR技术分别成为各国生物技术发展的制高点之一。世界许多国家通过调整机制、加大政府预算、鼓励社会投入、培育领军企业等措施，加快生物技术产业的发展。美国、欧洲、加拿大、日本、新加坡、韩国、古巴、印度、中国等国分别制定生物技术发展战略，将生物经济作为新的经济增长点。各国不但把生物新药开发作为国家新一轮经济增长点，而且将分子诊断技术的发展作为国家医疗水平是否发达的指标之一。 我国政府非常重视分子诊断技术的发展、产品开发，在国家“十一五”规划，《国家中长期科学技术规划》中明确提出大力支持发展各种分子诊断技术、产品。2006年，国家发改委在支持的生物技术产业化项目中，明确提出：对“针对我国主要传染病及肿瘤等重大疾病诊断所需的快速诊断试剂，免疫诊断、分子诊断等新型检测试剂进行重点支持”。 2、全球分子诊断（PCR诊断）产品市场增长迅速 由于各种分子生物学技术、生命科学基础研究的迅速发展，尤其是荧光定量PCR技术的日臻完善，分子诊断（PCR 诊断试剂）发展迅速，市场份额快速提高，成为与免疫、生化并列的三大体外诊断试剂系列。目前免疫诊断试剂已经成为体外诊断试剂最大的细分市场，而分子诊断技术发展迅速，市场份额逐步扩大。 根据 Roche Diagnostics 的研究报告显示，2004 年，全球体外诊断试剂市场的规模约为285 亿美元，比2003 年增长6。在各产品细分市场中：免疫诊断（Immunoassays）市场份额为24，接下来依次为血糖监测(Diabetes care)22，临床生化(Clinical chemistry) 14，快速诊断（Near patient testing ） 11，分子诊断(Molecular diagnostics)7 。根据2005 年的Roche Diagnostics 体外诊断试剂的预测报告分析：全球分子诊断市场在今后5 年内将以每年17的速度增长，而其它传统诊断技术市场（生化、免疫）年增长率仅3-4。2000 年世界分子诊断市场还不到10 亿美元，但BCC 预测2009 年其市场将达到126 亿美元。 2004年美国诊断试剂的市场份额 美国分子诊断各大企业市场份额
膨润土对U(Ⅵ)的吸附机理研究
第42卷第2期2019年2月 V ol.42，No.2 February2019 核技术 NUCLEAR TECHNIQUES 020301-1 膨润土对U(Ⅵ)的吸附机理研究 杜作勇1王彦惠1李东瑞1庹先国2 1（西南科技大学国防科技学院绵阳621010） 2（四川理工学院自贡643000） 摘要以高庙子膨润土为研究对象，通过静态吸附实验，考查了高庙子膨润土对U（Ⅵ）的吸附特征，研究了接触 时间、固液比、铀的初始浓度、pH、离子类型和离子浓度等因素对U（Ⅵ）吸附特征的影响，并讨论了膨润土对 U（Ⅵ）的吸附动力学和热力学过程。结果表明：吸附过程在24h后达到动态平衡；最佳吸附固液比为1：300；最 佳吸附初始浓度为40mg·L?1；在pH为5时，膨润土对U（Ⅵ）的吸附效果最好，过酸或过碱都会影响膨润土对 U（Ⅵ）的吸附；溶液中Ca2+、CO 3 2?显著降低了膨润土对U（Ⅵ）的吸附效果，影响程度随着离子浓度的增加而增大；Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型对吸附过程的拟合效果较好，主要表现为多层吸附。 关键词膨润土，六价铀，吸附，动力学模型，热力学模型 中图分类号TL941 DOI:10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.020301 Adsorption mechanism of U(Ⅵ)by bentonite DU Zuoyong1WANG Yanhui1LI Dongrui1TUO Xianguo2 1(Laboratory of National Defense for Radioactive Waste and Environmental Security, Southwest University of Science and Technology,Mianyang621010,China) 2(Sichuan University of Science&Engineering,Zigong643000,China) Abstract[Background]The research on the disposal of clay rock in high-level waste is still in the initial stage, and little attention has been paid to the migration mechanism of nuclide in clay rock treatment system in previous work.[Purpose]This study aims at the adsorption behavior of U(Ⅵ)in Gaomiaozi bentonite and provide reference for the safety evaluation system of high level waste disposal storehouse.[Methods]The sorption behavior of U(Ⅵ) on Gaomiaozi bentonite was studied as a function of adsorption time,solid-to-liquid ratio,initial concentration of U(Ⅵ),pH value,the type of ionic species and ionic concentration by the static experimental method.Both scanning elextron microscope(SEM)and infrared spectrometer were employed to experimental observation.The adsorption kinetics and thermodynamic of U(Ⅵ)in bentonite was discussed.[Results]Experimental results showed that the equilibrium time of U(Ⅵ)sorption on bentonite was about24h.The optimum adsorption ratio was1:300.The optimum initial concentration was40mg·L?1.When the pH value was5,the ability of absorption reaches the best,the acid or alkaloid would affect the adsorption of bentonite on U(VI).Ca2+and CO 3 2?in solution significantly reduce the adsorption of U(VI)by bentonite,and the degree of influence increaseds with the increase of ion concentration. 国家自然科学基金(No.41630646)、国家自然科学青年基金(No.41603124)资助 第一作者：杜作勇，男，1994年出生，2017年毕业于西南科技大学，现为硕士研究生，研究领域为核素迁移 通信作者：庹先国，E-mail：tuoxg@https://www.360docs.net/doc/ed5923146.html, 收稿日期：2018-10-30，修回日期：2018-12-08 Supported by National Nature Science Foundation of China(No.41630646),Youth Found of National Nature Science Foundation of China (No.41603124) First author:DU Zuoyong,male,born in1994,graduated from Southwest University of Science and Technology in2017,master student,focusing on nuclide Corresponding author:TUO Xianguo,E-mail:tuoxg@https://www.360docs.net/doc/ed5923146.html, Received date:2018-10-30,revised date:2018-12-08 万方数据