H-STI分子筛吸附特性的模拟研究

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《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》范文

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》范文

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》篇一SBA-16及沸石改性HKUST-1在CO2吸附性能研究中的应用一、引言随着全球气候变化问题日益严峻,减少大气中二氧化碳(CO2)的排放已成为当前环境保护和可持续发展领域的重点研究课题。

为了实现这一目标,研究开发高效的CO2吸附材料成为了科研人员的重要任务。

其中,SBA-16和沸石改性的HKUST-1因其在CO2吸附方面展现出的良好性能,成为研究的热点。

本文旨在研究这两种材料在CO2吸附性能方面的应用及其潜在机理。

二、SBA-16材料及其CO2吸附性能SBA-16是一种具有高比表面积和有序介孔结构的硅基材料,因其独特的结构特性在CO2吸附领域具有广泛应用。

研究表明,SBA-16的介孔结构有利于提高其与CO2分子的相互作用,从而提高CO2的吸附能力。

此外,SBA-16的化学稳定性使其在高温、高湿等恶劣环境下仍能保持良好的吸附性能。

三、沸石改性的HKUST-1材料及其CO2吸附性能HKUST-1是一种铜基金属有机骨架(MOF)材料,具有良好的CO2吸附性能。

然而,其在实际应用中仍存在一些局限性,如稳定性较差等。

为了改善这一状况,研究人员通过沸石改性HKUST-1,以提高其结构稳定性和CO2吸附性能。

改性后的HKUST-1具有更高的比表面积和更强的CO2吸附能力,使其在CO2吸附领域具有更好的应用前景。

四、SBA-16及沸石改性HKUST-1的CO2吸附性能研究本研究采用SBA-16及沸石改性的HKUST-1作为研究对象,通过实验和理论计算相结合的方法,研究其在CO2吸附性能方面的表现。

首先,我们通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对材料的结构和形貌进行表征。

然后,在实验室条件下进行CO2吸附实验,观察并记录材料的CO2吸附性能。

此外,我们还利用量子化学计算方法,从理论上分析材料与CO2分子之间的相互作用机理。

五、实验结果与讨论通过实验和理论计算,我们得到了以下结果:1. SBA-16和沸石改性的HKUST-1均具有较高的CO2吸附能力,其中沸石改性的HKUST-1的吸附性能更为优异。

Beta分子筛的合成及吸附性能研究

Beta分子筛的合成及吸附性能研究

Beta分子筛的合成及吸附性能研究Beta分子筛由于独特的三维十二元环结构,使其具有适度的酸性、良好的水热稳定性和较好的吸附性能,因此被广泛应用于工业生产且发展前景良好。

本文分别研究单模板剂(TEAOH)+晶种法、单/双模板剂法合成Beta分子筛的方法,从中探究出一种产物稳定性高、成本合适、苯吸附量较高的制备条件。

通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、氮气吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对Beta分子筛进行分析表征。

通过测试苯吸附研究Beta分子筛的吸附能力。

主要的研究工作如下:1、单模板剂(TEAOH)+晶种法合成Beta分子筛:研究铝源为拟薄水铝石、偏铝酸钠,硅源分别为硅溶胶、白炭黑、气相二氧化硅时,在160℃晶化24h、28h、30h合成Beta分子筛。

铝源为拟薄水铝石所合成的样品:在硅源为白炭黑、气相二氧化硅时产物成功率较高,均为纯相的Beta分子筛。

在硅源为硅溶胶,晶化28h合成的样品出现丝光沸石的杂峰。

铝源为偏铝酸钠所合成的样品:在硅源为白炭黑、气相二氧化硅时产物均为纯相的Beta分子筛。

在硅源为硅溶胶,晶化24h合成的样品属于Beta分子筛,但在21.2°的小峰未出现。

延长晶化时间,该小峰出现,产物为纯相的Beta分子筛。

根据实验分析可知,硅源为白炭黑、气相二氧化硅时与硅溶胶相比,所合成的产物成功率较高。

当铝源为偏铝酸钠制备的样品的比表面积大体高于铝源为拟薄水铝石制备的样品。

因此,选取铝源为偏铝酸钠,硅源为白炭黑、气相二氧化硅制备样品。

根据苯吸附量与比表面积数据可知,说明并不是样品的比表面积越大,苯吸附量越大。

苯吸附量与比表面积不呈正相关,与铝源和硅源相关。

2、单/双模板剂法合成Beta分子筛:研究单模板剂(TEAOH)与双模板剂(TEAOH+TEABr),硅源分别为气相二氧化硅、硅溶胶、白炭黑,在160℃、170℃、175℃温度下晶化24h合成Beta 分子筛。

ZSM-5分子筛对Th(Ⅳ)的吸附动力学及等温线模拟研究

ZSM-5分子筛对Th(Ⅳ)的吸附动力学及等温线模拟研究

第34卷第10期2018年5月甘肃科技Gansu Science and TechnologyVol.34 No.10May 2018ZSM-5分子筛对Th(IV)的吸附动力学及等温线模拟研究高小青,孙瑞玲!(甘肃省环境监测中心站,甘肃兰州730020)摘要:环境水体中放射性元素钍的污染备受关注,如何实现废水中钍的去除是近年来研究的热点。

本文就Th(!$在ZSM-5分子筛上吸附动力学及等温线研究的基础上,引人动力学及等温线模型,对吸附数据进行了拟合,获得了 相应的拟合参数,探讨了 Th(!)在ZSM-5分子筛上的吸附机理。

关键词:钍;ZSM-5分子筛;动力学;等温线;模型拟合中图分类号#0647.32在核能的发展过程中,随着铀矿的大量开采,我国将出现铀资源供应的短缺,目前有相当一部分 需要进口,这势必会影响我国核能的快速发展。

作 为一种新型的核燃料,钍的有效开采和利用将弥补 因铀资源短缺带来的问题,同时我国在钍基熔盐堆 方面已积累了一定的研究基础,因此开展关于钍的 富集、分离及相应的模型研究有一定的现实意义[1]。

吸附动力学是判断吸附是否达到平衡的有效 方法,在核素迁移,扩散及很多方面都有着广泛的 应用。

从早期的一级可逆动力学模型到后来的准一 级、准二级动力学模型,吸附动力学建模理论在实 践中不断得到发展和完善。

目前被广泛采用的是准 一级和准二级动力学模型[2]。

吸附等温线是描述吸附质在固体表面上的吸 附量与吸附质在液相的平衡浓度之间的关系。

在给 定体系和温度下,吸附量是液相平衡浓度的函数。

不同固体表面与吸附质组合得到不同种类的吸附 等温线,这些等温线的形状反映了固体表面结构、孔结构和固体与吸附质之间的相互作用,通过解析 这些等温线就能对相关的吸附作用加以评价[3]。

本文以Th(IV)在ZSM-5分子筛上的吸附动力 学、吸附等温线数据为基础,通过准一级及准二级 动力学模型,对吸附动力学进行了描述;通过Lang-muir,Freundlich和D-R吸附等温模型,对吸附等温线进行了拟合,在此基础上获得了相应的热力学参 数。

H_STI分子筛对氨分子的吸附分子模拟

H_STI分子筛对氨分子的吸附分子模拟

nal of Colloid and Interface Science,2004,278:9-17.
[6] Qinglin Huang,Hoang Vinh-Thang,Amir Malekian a,
et al. Adsorption of n-heptane,toluene and o-xylene on
吸附法作为一种分离技术已广泛地应用于工业生产领域的各个方面特别是以分子筛作为吸附剂的吸附过程有着广泛的应用和研究26但大量的实验研究只能在有限的条件下进行有限性质的研究和分近年来计算机分子模拟技术作为一种有效方法已广泛应用于微孔材料分子筛的吸附性质研究79已有研究表明通过计算机模拟可以从分子水平分本文在实验研究基础上采用gcmc计算机模拟方法在分子水平上进一步研究氨分子在分子筛hsti上的吸附性质为含氨废气净化处理的实验设计和工程设计提供理论依据
在模拟压力范围内,考察了 243 ~ 323 K 氨在 H-STI 分子筛上的吸附量,图 1 表明随温度升高 吸附量呈下降趋势,但下降幅度不是很大. 在模 拟温度范围内,压力在 0 ~ 10 kPa,吸附量上升幅 度极大;在 10 ~ 80 kPa,吸附几乎达到平稳饱和 状态.
从实验和生产条件的获取以及实际生产的操 作弹性和能量合理性来考虑,氨在 H-STI 分子筛 上的吸附操作最佳预测温度应选在 298 ~ 313 K, 最佳预测压力为 40 ~ 60 kPa. 2. 4 吸附能量分布和吸附位
[2] Peter J. E. Harlick,F. Han dan Tezel. An experimental adsorbent screening study for CO2 removal from N2 [J]. Microporous and Mesoporous Materials,2004,76: 71-79.

H—STI分子筛对氨分子的吸附分子模拟

H—STI分子筛对氨分子的吸附分子模拟

折型孔道. 为使所构建分子筛构型及 H 位置合
理, 采用 N TMD方 法 , v. 即等 粒 子 数 、 体 积 、 等 等 温度 下 的动力 学模 拟方法 , 进行 了结 构能量 优化 .
种 分离 技术 , 已广 泛 地 应 用 于 工业 生 产 领 域 的
各个 方面 , 特别 是 以分 子 筛 作 为 吸 附剂 的吸 附 过
文 章 编 号 :0 72 5 (0 0 0 40 20 10 -83 2 1 ) 131-3
H S 1 子 筛 对 氨 分 子 的吸 附分 子 模 拟 —T 分
刘 艳 杰 孙 秀云 龙 永 祯 。王 丽敏 , , ,
(. 1 吉林化工学院 化工与材料工程学院 , 吉林 吉林 12 2 ;. 3 0 22 吉林化工学 院 化学与制药工程学院 , 吉林 吉林 12 2 ; 30 2
氨气是 化学 工业 的 主要 原 料 , 泛 应 用 于化 广
理 的实验设 计 和工程 设计提 供理 论依 据.
肥、 焦、 炼 塑料 、 石油 精 炼 、 制药 等 行 业 中, 在生 产 过 程 中产 生 了大量含 有 氨的废 气 和废水 ; 另外 , 大
气 氮气 的 固氮 、 壤 和水 中 的亚 硝 酸 盐 的反 硝 化 土
来 自于 C MP S O A S力 场 .
模拟 单 元 为 2X 2×2个 晶 胞 , 始 构 型 是 不 初 含 吸附质 分 子 的分 子 筛 骨 架 . 每 次 G MC模 拟 在 C 过程 中 , 分子 筛 的 每 一 个 构 型 根 据 能 量 变 化 运 用 M t pl 运 算 规则 接 受 或拒 绝 , 中分子 交 换 被 er oi o s 其 接受概率 为 4 % 、 子 构象 异构 化 被 接 受 概 率 为 0 分 2%、 0 分子转 动被 接 受概 率 为 2 % 、 子 平 动被 接 0 分

GCMC模拟法研究MFI型分子筛膜的吸附特性

GCMC模拟法研究MFI型分子筛膜的吸附特性
王 宁 ,袁文辉 ,毕怀庆
( 华南理工大学化工学院 ,广东 广州 510640)
【摘 要】 用二次生长法制备 MFI 型分子筛膜 ,并用 XRD 和 SEM 对其进行了表征 ,通过测试氮气 、氧气 、氩气 、氖 气 、氦气在分子筛膜上吸附的相对密度和相对压力相关数据 ,根据数据绘制的吸附等温线 ,都类似于反正切曲线 。同 时 ,也应用 GCMC 法 ,计算机模拟这些数据 ,绘制等温线 ,并与实验结果进行比较 。结果证实 GCMC 法的模拟结果是可 靠的 。GCMC 法模拟 ,可以直接应用于这类研究 。由于吸附等温线类似于反正切曲线 ,就以类似于反正切函数的线性函 数形式 ,建立吸附等温线的数学模型 ,用以定量研究该分子筛膜的吸附特性 。进行相关与回归计算发现 ,相对密度与压 力差的反正切值之间 ,都呈高度正相关 ( r ≥0. 9664) 。回归方程的回归系数为吸附特征常数 ,回归方程中所有的参数之 间 ,也呈高度正相关 ( r ≥0. 9582) ,而且都有一个共同特点 ,即它们的值存在这样的顺序关系 :氧 < 氩 < 氮 < 氖 < 氦 。这 样 ,通过分子筛膜吸附特征常数和这些气体的分子结构 ,有助于探讨 MFI 分子筛膜的吸附机理 。
94mlh2采用langmuir吸附研究mfi型分子筛膜的分离效果和渗透特性不实验结果比较检验gcmc法模拟研究的准确性和可靠性分子筛膜模拟的模型采用二晶格langmuir模型准确表达吸附等温线langmuir模型可表示为膜的制备用砂纸将自制的支撑体表面打磨光qmakaqmbkb恒温40干燥1mhno3调节硅悬浮液使悬浮液更好浸涂在氧450的炉中焙烧小时继续加热至650焙烧小时的降温速度冷却至常温
2 实验方法
2. 1 MFI 型分子筛膜的制备方法 MFI 型分子筛膜合成的最常用方法 ,是原位结晶法[3] 。

SO2在HZSM_5分子筛中吸附的分子模拟_何石泉

SO2在HZSM_5分子筛中吸附的分子模拟_何石泉

硅酸盐学报· 1832 ·2010年二氧化硫在HZSM–5分子筛中吸附的分子模拟何石泉1,丁静1,尹辉斌1,唐旺2,杨建平2(1. 中山大学工学院,广州 510006;2. 华南理工大学化学与化工学院,广州 510640)摘要:通过实验测定了二氧化硫(SO2)在HZSM–5型分子筛中的吸附性能,采用巨正则系综Monte Carlo方法建立相应的吸附模型,模拟计算相应的吸附行为。

在实验与模拟结果相吻合的基础上,进一步模拟计算了SO2在HZSM–5型分子筛中的吸附等温线、吸附微观构型及吸附热等性质。

结果表明:随着硅铝比(摩尔比)的增大,分子筛对SO2的吸附量降低,当硅铝比大于191时,硅铝比对SO2的吸附量影响很小。

SO2分子主要吸附在氢离子和Al原子周围。

在Al 原子周围,SO2分子比较集中,同时发现氢离子的存在会阻碍SO2的扩散。

在吸附量相同的条件下,SO2在HZSM–5型分子筛的吸附热随着硅铝比的升高而降低。

关键词:二氧化硫;沸石分子筛;吸附;分子模拟中图分类号:TQ424.25 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2010)09–1832–05MOLECULAR SIMULATION OF SULFUR DIOXIDE ADSORBED ON HZSM–5HE Shiquan1,DING Jing1,YIN Huibin1,TANG Wang2,YANG Jianping2(1. School of Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006; 2. School of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology, Guangzhou 510640)Abstract: Adsorption of sulfur dioxide(SO2) on HZSM–5 zeolite was investigated by experiment and molecular simulation with the grand canonical assemblage Monte Carlo (GCMC) method. It is found that the simulated results are similar to the experimental data. Furthermore, some characteristic parameters of SO2 adsorbed on HZSM–5 zeolite (such as the adsorption isotherms, the adsorption micro-structure and the adsorption heat) were also simulated. The simulated results show that the adsorption capacity decreases as the n(Si)/n(Al) ratio increases, and when the n(Si)/n(Al) ratio is more than 191, it has little effect on the adsorption capacity. The absorbed SO2 molecules are mainly located around H+ and Al, and it tends to assemble around Al. In the channels, H+ hinders the spread of SO2 to some extent. Under the condition of the same adsorption capacity, the adsorption heat decreases as the n(Si)/n(Al) ratio increases.Key words: sulfur dioxide; zeolite molecular sieve; adsorption; molecular simulation二氧化硫(SO2)是当今世界上主要大气污染物之一,它会造成酸雨,危害人体健康,导致农牧业减产等。

分子筛材料的合成及其吸附性能研究

分子筛材料的合成及其吸附性能研究

分子筛材料的合成及其吸附性能研究分子筛材料是一种能够根据分子尺寸和形状选择性吸附或分离物质的晶体材料。

它们的结构类似于蜂窝,由大量微孔组成,通常由硅酸盐或氧化铝构成。

分子筛材料的合成及其吸附性能一直是材料科学领域的热门研究课题。

分子筛材料的合成方法多种多样,常见的包括水热法、溶胶-凝胶法、模板法等。

其中,水热法是一种常用且具有较高效率的合成方法。

在水热条件下,合成前体物质与反应介质在高温高压的环境中发生反应,最终形成结晶完整的分子筛材料。

另外,溶胶-凝胶法则通过将适当的前驱物溶解在溶液中,随后通过控制凝胶形成和干燥过程,形成高度有序结构的分子筛材料。

模板法则是在合成过程中加入特定模板分子,通过模板分子的作用来调控分子筛材料孔道结构。

不同合成方法对于分子筛材料的结构和性能有着显著影响。

水热法合成的分子筛材料通常具有均匀的孔道结构和良好的热稳定性,适用于高温条件下的吸附分离。

溶胶-凝胶法合成的分子筛材料常具有大孔径和高比表面积,适用于吸附小分子气体。

而模板法则具有精确调控孔径和形状的优势,适用于选择性吸附、催化等方面。

分子筛材料的吸附性能取决于其孔径大小、形状、表面化学性质等多种因素。

具体来说,孔径大小决定了分子筛对不同大小分子的选择性吸附能力。

孔道形状对于分子在内部扩散和催化反应的速率也有重要影响。

此外,分子筛材料的表面功能基团对于与目标分子的相互作用至关重要,它决定了吸附速率和容量。

研究表明,通过合成控制和表面修饰等手段,可以有效改善分子筛材料的吸附性能。

例如,通过改变合成条件可以调控孔道大小,增强对特定分子的吸附选择性。

通过引入功能基团可以调整表面亲疏水性,提高对特定物质的亲和力。

此外,还可以利用复合材料、非平面结构等方法来拓展分子筛材料的应用范围和提升性能。

总的来说,分子筛材料的合成及其吸附性能研究具有重要意义,不仅可以为环境保护、能源开发等领域提供新型材料,还可以为催化、分离技术等领域提供理论支持。

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隙 , 隙大小 因结 构差 异 而不 同 , 而可对 不 同分子 孔 从 尺 寸的物 质进 行选 择 性 的吸 附分 离 。吸 附法 作 为一
种 分 离技 术 , 已广 泛 地 应 用 于 工 业 生 产 领 域 的各 个 方面 , 特别 是 以分 子 筛 作 为 吸 附 剂 的 吸 附 过 程 有 着 广 泛 的应用 ¨ 3。S I 石 因其 沸 石 原 矿 热 稳 定 性 -] T 沸 低 , 关其 吸 附 性 质 的实 验 研 究 报 道 很 少 , 致 有 导 其 在 工业 上 很 难 具 有 应 用 价 值 。笔 者 针 对 改 性 的 SI T 沸石 H —S I 行 了 吸 附 特 性 研 究 , 拓 了 S I T进 开 T 沸 石 的应用 领域 。 近 年来 , 算机 模 拟技 术 作 为一 种 有 效 的科 学 计 研究 方 法 已 广 泛 应 用 于微 孔 材 料 如 分 子 筛 的 研 究 中, 并在 结 构 、 力 学 、 附分 离 等 性 质 的研 究 中取 热 吸 得 了成功 J 。计 算 机模 拟 几乎 可 以用 于 分 子筛 的
a d ds r in st n a opto ie,i he ̄a wo k wa bti e nt me r so a n d. Th s e ut o l e st e r tc lb ssi x e i n a t d e e e r s lsc u d beus d a h o e ia a i n e p rme t lsu i s a d e g n e ng d sg n n i e r e in. i Ke r y wo ds: — S lc a iv s;o to mo e ulr sm ua in H TI moe ulrse e s r i n; lc a i lto p
2. rc t r lCh m ial n s t . d., ln Che ial n sr o p; Ag iulu a e c sI du r Co Lt y i m c sI du ty Gr u
3 C lg hmi l P amaet a n i ei J i t ̄ hm a ehooy . o ee C e c & hr cui l gn r g。 inl i eo C e i l cn l ) l o f a c E e n l u t f s c T g
关键 词 : —S 1 子 筛 ;吸 附 ; 子模 拟 H T分 分
中 图 分 类 号 :Q 5 . 9 T 018 4 文献标识码 : A 文 章 编 号 :0 9— 7 5 2 1 )2—00 O 10 4 2 (0 0 1 0 7一 3
Si ul tv t m a i e sudy o b or i n har c e itc fH — STI m o e ul r se e n a s pto c a t rs is o lc a iv s
第3 3卷 第 1 2期
21 0 0年 1 2月
化 工 科 技 市 场
CHEMI CAL TECHNOL0GY MARKET 7
H —S 1 子 筛 吸 附 特 性 的 模 拟 研 究 T分
刘 艳 杰 高 , 影 孙 秀 云 ,
1吉林化工 学院化工 与材 料工程学 院, . 吉林 12 2 ; . 3 0 1 2 吉化集 团农 药化工有限责任公 司;
分 子筛 是 天然或 人 工合 成 的含 碱金 属 和碱 土金
属 氧化 物 的 结 晶硅 铝 酸 盐 。它 有 的基 础 上 , 用 巨正 则 蒙 特 卡 采
罗 ( C ) 拟方 法 , N 和 C 为 吸 附质 研 究 G MC 模 以 H, O
smua e y g a d c n n c l n e Ca t o .Ab o t n i fr t n u h a b o t n h a ,a s r t n ioh r 。 i lt d b r n a o ia Mo t do me h d s r i no mai ,s c s a s r i e t d o p i s t e p o o p o o m
Ab t a t A l c l rse e d lo —S 1wa o sr c e ,a d f me r d l n n r y w s o t z d b sr c : mo e ua iv smo e fH T s c n tu t d n r wo k mo e s a d e e g a p i e y a mi
3 吉 林 化 工 学 院 化 学 与 制 药 工 程 学 院 . 摘 要 : 建 H—S I 分 子 筛 模 型 , 采 用 动 力 学 ( V —MD) 拟 方 法 进 行 了 结 构 能 量 优 化 。 以 N 和 搭 T型 并 NT 模 H
C 为吸附质 , O 采用 巨正则蒙特卡 罗方法 ( C ) 究 H—S 1 G MC 研 T 分子筛的吸附特性 , 得到有关 吸附热 、 吸附等温 曲线 和吸附位 等吸附信息 , 究结果可 为实 验研究和工程设计 提供理论依据 。 研
LuY ni , a ig ,u iy n i aj G oY n S nX u u 。 e
( . ol eo h mi l Maei s n ier g, 1 s tt o C e c l eh o g ,i n 1 2 2 , hn 1 C lg e fC e c & a t a gn e n E i I t ue rlE i n n i h mi c n l y Jl 3 0 1 C i f a T o i a;
NVT —M D eh d n t m t o a d wih CO々a nd NH a bs r a e . Th ds r to o sa o b t s e a o p in fCO2a d NH i — S oe u a iv s wa n nH TIm l c l rse e s
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