薛梦婷:NaY分子筛吸附剂的制备及其对挥发性有机物的吸附效果研究论文

薛梦婷:NaY分子筛吸附剂的制备及其对挥发性有机物的吸附效果研究论文

本文主要研究内容

作者薛梦婷(2019)在《NaY分子筛吸附剂的制备及其对挥发性有机物的吸附效果研究》一文中研究指出:挥发性有机物(VOCs)是造成我国大气污染的主要物质,会对环境及人体健康产生很大的影响。工业源是目前VOCs最主要的排放源,其排放的废气具有风量大、浓度低的特点。吸附法是国内外广泛采用的VOCs净化工艺,该方法具有处理范围广、经济节能等特点,而决定吸附法处理效率的核心是吸附剂。NaY分子筛原粉微孔丰富、比表面积大、性质稳定、易脱附,以其为原材料制备吸附剂净化VOCs废气近年来是一个热门的方向。然而该研究尚处于起步阶段,在合成NaY分子筛原粉方面还存在步骤复杂、用时长、原料成本高等问题,且暂无将其制成工业用吸附剂的方案。因此本论文针对上述问题设计实验,主要内容包括合成NaY分子筛原粉、将其制成成型吸附剂以及评价制得吸附剂的吸附性能。为NaY分子筛吸附剂的制备提供了新思路,并为其应用于吸附VOCs领域提供了理论支撑。实验先以工业级水玻璃、NaAlO2、NaOH为原料,采用导向剂(晶种)水热合成法制备NaY分子筛原粉。从晶化温度、晶化时间、晶化条件、晶种优化方案等角度对合成展开研究。并对产物进行XRD、XRF、静态吸附、热重脱附实验等测试与表征。分析结果得,NaY分子筛原粉合成条件为:晶种凝胶中水玻璃、NaAlO2、NaOH、H2O质量比为14.05:1:3.35:9.6,老化温度60℃,老化时间2h;原料凝胶中上述四种物质质量比为13.83:1:0.11:10.28,晶化温度100℃,晶化时间9h。合成的NaY分子筛原粉结晶度为99.39%,比表面积547.72 m2/g,对二甲苯的静态饱和吸附量约220 mg/g,最佳脱附温度为137.70℃。为将制得的NaY原粉制成具有一定机械强度的吸附剂,研究采用浸渍涂覆的方法,先以最常用的堇青石蜂窝陶瓷为载体,将NaY原粉与表面活性剂、粘结剂、水按一定比例混合制成涂覆浆料对其进行负载并考察涂覆率、涂覆量,确定最佳的涂覆浆料配方。再通过比选浆料在不同载体上的涂覆效果及造孔剂的加入对吸附剂吸附性能的影响进一步优化吸附剂制备方案。实验结果表明:表面活性剂选用聚丙烯酸钠,粘结剂选用凹凸棒土,且聚丙烯酸钠、凹凸棒土、NaY原粉、水的质量比为0.01:1:19:46.67是最理想的涂覆浆料。浆料在氧化铝陶瓷球上单次涂覆效果最好,最佳涂覆次数为3次,涂覆率为48.99%。向浆料中加入占总固料质量1%的造孔剂可以提高以氧化铝陶瓷球为载体的吸附剂对二甲苯的吸附容量,在进气流速为10 L/min,入口浓度约500 mg/m3的条件下,平衡吸附量达140.26 mg/g。通过动态吸附实验进一步评价制得吸附剂在不同条件下对VOCs的吸附效果。先考察了吸附剂对甲醇、丙酮、乙酸乙酯、二甲苯的吸附效果。再以二甲苯为目标物质考察了进气流速、入口浓度对吸附效果的影响。对实验数据进行穿透模型拟合,以得到具有指导性的数据。最后对吸附剂进行热重脱附实验及循环吸附实验考察其再生性能。实验结果表明:NaY分子筛吸附剂对甲醇、丙酮、乙酸乙酯、二甲苯均有一定吸附效果,吸附质分子直径越接近NaY分子筛孔径吸附容量越大。吸附容量随着进气流速的增加而减小,随着入口浓度的升高而逐渐增大,但浓度超过500 mg/m3时吸附容量基本不再变化,对二甲苯平衡吸附量在140145 mg/g左右。穿透模型拟合结果表明,Yoon-Nelson模型与Thomas模型相关性系数基本在0.95以上,均可贴切描述NaY分子筛吸附剂对VOCs废气的动态吸附过程。吸附剂最佳脱附温度为138.59℃,循环使用15次后吸附剂的吸附容量未见明显变化,吸附剂再生性能良好。

Abstract

hui fa xing you ji wu (VOCs)shi zao cheng wo guo da qi wu ran de zhu yao wu zhi ,hui dui huan jing ji ren ti jian kang chan sheng hen da de ying xiang 。gong ye yuan shi mu qian VOCszui zhu yao de pai fang yuan ,ji pai fang de fei qi ju you feng liang da 、nong du di de te dian 。xi fu fa shi guo nei wai an fan cai yong de VOCsjing hua gong yi ,gai fang fa ju you chu li fan wei an 、jing ji jie neng deng te dian ,er jue ding xi fu fa chu li xiao lv de he xin shi xi fu ji 。NaYfen zi shai yuan fen wei kong feng fu 、bi biao mian ji da 、xing zhi wen ding 、yi tuo fu ,yi ji wei yuan cai liao zhi bei xi fu ji jing hua VOCsfei qi jin nian lai shi yi ge re men de fang xiang 。ran er gai yan jiu shang chu yu qi bu jie duan ,zai ge cheng NaYfen zi shai yuan fen fang mian hai cun zai bu zhou fu za 、yong shi chang 、yuan liao cheng ben gao deng wen ti ,ju zan mo jiang ji zhi cheng gong ye yong xi fu ji de fang an 。yin ci ben lun wen zhen dui shang shu wen ti she ji shi yan ,zhu yao nei rong bao gua ge cheng NaYfen zi shai yuan fen 、jiang ji zhi cheng cheng xing xi fu ji yi ji ping jia zhi de xi fu ji de xi fu xing neng 。wei NaYfen zi shai xi fu ji de zhi bei di gong le xin sai lu ,bing wei ji ying yong yu xi fu VOCsling yu di gong le li lun zhi cheng 。shi yan xian yi gong ye ji shui bo li 、NaAlO2、NaOHwei yuan liao ,cai yong dao xiang ji (jing chong )shui re ge cheng fa zhi bei NaYfen zi shai yuan fen 。cong jing hua wen du 、jing hua shi jian 、jing hua tiao jian 、jing chong you hua fang an deng jiao du dui ge cheng zhan kai yan jiu 。bing dui chan wu jin hang XRD、XRF、jing tai xi fu 、re chong tuo fu shi yan deng ce shi yu biao zheng 。fen xi jie guo de ,NaYfen zi shai yuan fen ge cheng tiao jian wei :jing chong ning jiao zhong shui bo li 、NaAlO2、NaOH、H2Ozhi liang bi wei 14.05:1:3.35:9.6,lao hua wen du 60℃,lao hua shi jian 2h;yuan liao ning jiao zhong shang shu si chong wu zhi zhi liang bi wei 13.83:1:0.11:10.28,jing hua wen du 100℃,jing hua shi jian 9h。ge cheng de NaYfen zi shai yuan fen jie jing du wei 99.39%,bi biao mian ji 547.72 m2/g,dui er jia ben de jing tai bao he xi fu liang yao 220 mg/g,zui jia tuo fu wen du wei 137.70℃。wei jiang zhi de de NaYyuan fen zhi cheng ju you yi ding ji xie jiang du de xi fu ji ,yan jiu cai yong jin zi tu fu de fang fa ,xian yi zui chang yong de jin qing dan feng wo tao ci wei zai ti ,jiang NaYyuan fen yu biao mian huo xing ji 、nian jie ji 、shui an yi ding bi li hun ge zhi cheng tu fu jiang liao dui ji jin hang fu zai bing kao cha tu fu lv 、tu fu liang ,que ding zui jia de tu fu jiang liao pei fang 。zai tong guo bi shua jiang liao zai bu tong zai ti shang de tu fu xiao guo ji zao kong ji de jia ru dui xi fu ji xi fu xing neng de ying xiang jin yi bu you hua xi fu ji zhi bei fang an 。shi yan jie guo biao ming :biao mian huo xing ji shua yong ju bing xi suan na ,nian jie ji shua yong ao tu bang tu ,ju ju bing xi suan na 、ao tu bang tu 、NaYyuan fen 、shui de zhi liang bi wei 0.01:1:19:46.67shi zui li xiang de tu fu jiang liao 。jiang liao zai yang hua lv tao ci qiu shang chan ci tu fu xiao guo zui hao ,zui jia tu fu ci shu wei 3ci ,tu fu lv wei 48.99%。xiang jiang liao zhong jia ru zhan zong gu liao zhi liang 1%de zao kong ji ke yi di gao yi yang hua lv tao ci qiu wei zai ti de xi fu ji dui er jia ben de xi fu rong liang ,zai jin qi liu su wei 10 L/min,ru kou nong du yao 500 mg/m3de tiao jian xia ,ping heng xi fu liang da 140.26 mg/g。tong guo dong tai xi fu shi yan jin yi bu ping jia zhi de xi fu ji zai bu tong tiao jian xia dui VOCsde xi fu xiao guo 。xian kao cha le xi fu ji dui jia chun 、bing tong 、yi suan yi zhi 、er jia ben de xi fu xiao guo 。zai yi er jia ben wei mu biao wu zhi kao cha le jin qi liu su 、ru kou nong du dui xi fu xiao guo de ying xiang 。dui shi yan shu ju jin hang chuan tou mo xing ni ge ,yi de dao ju you zhi dao xing de shu ju 。zui hou dui xi fu ji jin hang re chong tuo fu shi yan ji xun huan xi fu shi yan kao cha ji zai sheng xing neng 。shi yan jie guo biao ming :NaYfen zi shai xi fu ji dui jia chun 、bing tong 、yi suan yi zhi 、er jia ben jun you yi ding xi fu xiao guo ,xi fu zhi fen zi zhi jing yue jie jin NaYfen zi shai kong jing xi fu rong liang yue da 。xi fu rong liang sui zhao jin qi liu su de zeng jia er jian xiao ,sui zhao ru kou nong du de sheng gao er zhu jian zeng da ,dan nong du chao guo 500 mg/m3shi xi fu rong liang ji ben bu zai bian hua ,dui er jia ben ping heng xi fu liang zai 140145 mg/gzuo you 。chuan tou mo xing ni ge jie guo biao ming ,Yoon-Nelsonmo xing yu Thomasmo xing xiang guan xing ji shu ji ben zai 0.95yi shang ,jun ke tie qie miao shu NaYfen zi shai xi fu ji dui VOCsfei qi de dong tai xi fu guo cheng 。xi fu ji zui jia tuo fu wen du wei 138.59℃,xun huan shi yong 15ci hou xi fu ji de xi fu rong liang wei jian ming xian bian hua ,xi fu ji zai sheng xing neng liang hao 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自苏州科技大学的薛梦婷,发表于刊物苏州科技大学2019-09-18论文,是一篇关于分子筛论文,吸附剂论文,涂覆论文,吸附论文,苏州科技大学2019-09-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自苏州科技大学2019-09-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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