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An improved theoretical procedure for the pore-size analysis of activated carbon by gas adsorption

Chinese Journal of Chemical Engineering 2018年第3期26卷 551-559页

作者： Guodong Wang Jianchun Jiang Kang Sun Jianzhong Wu College of Chemical Engineering Nanjing Forestry University Department of Chemical and Environmental Engineering University of California Institute of Chemical Industry of Forest Products Chinese Academy of Forestry

Amorphous carbon materials play a vital role in adsorbed natural gas(ANG) storage. One of the key issues in the more prevalent use of ANG is the limited adsorption capacity, which is primarily determined by the porosity and surface characteristics of porous materials. To identify suitable adsorbents, we need a reliable computational tool for pore characterization and, subsequently, quantitative prediction of the adsorption behavior. Within the framework of adsorption integral equation(AIE), the pore-size distribution(PSD) is sensitive to the adopted theoretical models and numerical algorithms through isotherm fitting. In recent years, the classical density functional theory(DFT) has emerged as a common choice to describe adsorption isotherms for AIE kernel construction. However,rarely considered is the accuracy of the mean-field approximation(MFA) commonly used in commercial software. In this work, we calibrate four versions of DFT methods with grand canonical Monte Carlo(GCMC) molecular simulation for the adsorption of CH_4 and CO_2 gas in slit pores at 298 K with the pore width varying from 0.65 to 5.00 nm and pressure from 0.2 to 2.0 MPa. It is found that a weighted-density approximation proposed by Yu(WDA-Yu) is more accurate than MFA and other non-local DFT methods. In combination with the trapezoid discretization of AIE, the WDA-Yu method provides a faithful representation of experimental data, with the accuracy and stability improved by 90.0% and 91.2%, respectively, in comparison with the corresponding results from MFA for fitting CO_2 isotherms. In particular, those distributions in the feature pore width range(FPWR)are proved more representative for the pore-size analysis. The new theoretical procedure for pore characterization has also been tested with the methane adsorption capacity in seven activated carbon samples.

关键词：吸附能力尺寸分析碳材料毛孔激活吸附等温线煤气表面特征

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贵州北部突出煤的孔隙结构及分形特征研究

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中国安全科学学报 2020年第2期30卷 66-72页

作者：陈刘瑜李希建沈仲辉毕娟刘钰许石青贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 复杂地质矿山开采安全技术工程中心贵州贵阳550025 贵州大学瓦斯灾害防治与煤层气开发研究所贵州贵阳550025 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

为揭示突出煤孔隙结构对瓦斯吸附能力与放散性能影响,通过贵州北部3个典型煤矿煤样的低温液氮吸附试验,研究突出煤比表面积、孔容、孔隙平均孔径、最可几孔径、分形维数等5种孔隙结构参数,以及突出煤孔隙的瓦斯扩散模式,分析突出煤孔隙... 详细信息

为揭示突出煤孔隙结构对瓦斯吸附能力与放散性能影响,通过贵州北部3个典型煤矿煤样的低温液氮吸附试验,研究突出煤比表面积、孔容、孔隙平均孔径、最可几孔径、分形维数等5种孔隙结构参数,以及突出煤孔隙的瓦斯扩散模式,分析突出煤孔隙特征参数对吸附能力和放散初性能的影响特征。结果表明:突出煤的孔隙结构较为发育,孔隙通透性较差;孔隙中气体以过渡型和菲克型扩散为主;相比温度,压力和孔径对努森数影响更明显;突出煤孔隙特征参数与瓦斯放散初速度呈较好的线性关系,且分形特征明显,吸附能力随分形维数呈二次函数递增,瓦斯放散初速度随分形维数线性增大。

关键词：突出煤孔隙结构努森数分形维数吸附能力放散性能

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The adsorptive properties of UiO-66 towards organic dyes: A record adsorption capacity for the anionic dye Alizarin Red S.

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2018年第4期26卷 731-739页

作者： Marwa S.Embaby Saber D.Elwany Widiastuti Setyaningsih Mohamed R.Saber Central laboratories Fayoum Drinking Water and Sanitation Company (FDWaSC) Food and Agricultural Product Technology Department Faculty of Agricultural Technology Gadjah Mada University Chemistry Department Faculty of Science Fayoum University

In order to decisively determine the adsorption selectivity of zirconium MOF(UiO-66) towards anionic versus cationic species, the adsorptive removal of the anionic dyes(Alizarin Red S.(ARS), Eosin(E), Fuchsin Acid(FA)and Methyl Orange(MO)) and the cationic dyes(Neutral Red(NR), Fuchsin Basic(FB), Methylene Blue(MB),and Safranine T(ST)) has been evaluated. The results clearly reveal a significant selectivity towards anionic dyes. Such an observation agrees with a plethora of reports of UiO-66 superior affinity towards other anionic species(Floride, PO_4^(3-), Diclofenac sodium, Methylchlorophenoxy-propionic acid, Phenols, CrO_4^(2-), SeO_3^(2-), and AsO_4^-). The adsorption process of ARS as an example has been optimized using the central composite design(CCD). The resultant statistical model indicates a crucial effect of both pH and sorbent mass. The optimum conditions were determined to be initial dye concentration 11.82 mg.L^(-1), adsorbent amount 0.0248 g, shaking time of 36 min and pH 2. The adsorption process proceeds via pseudo-second order kinetics(R^2= 0.999). The equilibrium data were fit to Langmuir and Tempkin models(R^2= 0.999 and 0.997 respectively). The results reveal an exceptional removal for the anionic dye(Alizarin Red S.) with a record adsorption capacity of400 mg·g^(-1). The significantly high adsorption capacity of UiO-66 towards ARS adds further evidence to the recently reported exceptional performance of MOFs in pollutants removal from water.

关键词：红色染料吸附能力茜素红器官性质电荷耦合器件吸附过程模型显示

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不同提取方法对活性污泥胞外聚合物吸附废水中Cd(Ⅱ)效能的影响

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环境工程学报 2020年第3期14卷 829-834页

作者：林伟雄顾海奇郑诗琳武纯陈楠纬杨帆孙水裕肇庆学院环境与化学工程学院肇庆526061 广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 广东环境保护工程职业学院佛山528216

为了比较不同提取方法对胞外聚合物(EPS)的提取及其吸附Cd(Ⅱ)的影响,考察了pH、单一物理提取方法和组合方法对脱水污泥中EPS的提取量及其对Cd(Ⅱ)的吸附能力的影响。结果表明:碱性条件在能够提高EPS提取量的同时,也能够提高EPS对Cd(Ⅱ... 详细信息

为了比较不同提取方法对胞外聚合物(EPS)的提取及其吸附Cd(Ⅱ)的影响,考察了pH、单一物理提取方法和组合方法对脱水污泥中EPS的提取量及其对Cd(Ⅱ)的吸附能力的影响。结果表明:碱性条件在能够提高EPS提取量的同时,也能够提高EPS对Cd(Ⅱ)的吸附能力;不同物理处理方法对EPS的提取效率影响顺序为加热法>超声法>离心法,但其对Cd(Ⅱ)的吸附能力影响顺序为超声法>离心法>加热法;组合物理方法虽然较单一方法的EPS提取效率要高,但其提取EPS吸附Cd(Ⅱ)的能力较单一方法弱。以上结果可为EPS重金属吸附剂的有效提取和工业化应用提供参考。

关键词：胞外聚合物(EPS) Cd(Ⅱ) 吸附能力提取方法

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介孔二氧化硅350FCP固化陈皮、青皮挥发油研究

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中草药 2021年第5期52卷 1323-1334页

作者：任桂林柯刚郑琴黄锐朱丽云蒲清荣杨明西南医科大学附属中医医院泸州四川646000 泸州市人民医院泸州四川646000 江西中医药大学现代中药制剂教育部重点实验室江西南昌330004

目的揭示挥发油(volatileoil)的挥发规律,探讨介孔二氧化硅350FCP载体材料固化陈皮、青皮挥发油的稳定性。方法考察二氧化硅系列载体材料对陈皮、青皮挥发油的吸附能力,分析挥发油与载体材料保留率、挥发率的差异,优选最佳的固化比例。... 详细信息

目的揭示挥发油(volatileoil)的挥发规律,探讨介孔二氧化硅350FCP载体材料固化陈皮、青皮挥发油的稳定性。方法考察二氧化硅系列载体材料对陈皮、青皮挥发油的吸附能力,分析挥发油与载体材料保留率、挥发率的差异,优选最佳的固化比例。绘制挥发油、载体材料固化粉末中挥发油的化学成分随时间变化的挥发曲线,并对化学成分进行聚类,分析其挥发规律。结果根据吸附率、挥发率等多因素,优选出介孔二氧化硅350FCP载体材料固化挥发油的最佳比例为3∶5。根据挥发性成分的挥发规律,将挥发油中的34个化学成分分为A、B 2类,A类成分挥发较快,B类成分挥发较慢。挥发油经载体材料固化后,其挥发油的释放变得平稳缓慢。结论介孔二氧化硅350FCP作为载体材料固化陈皮、青皮挥发油,具有稳定缓慢释放的作用,其制备工艺简单、方便,具有较好的应用前景。

关键词：陈皮青皮挥发油介孔二氧化硅350FCP 载体材料 GC-MS 挥发规律稳定性吸附能力保留率挥发率头香基香体香

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绿色多孔交联淀粉的制备及吸附性能的研究

绿色多孔交联淀粉的制备及吸附性能的研究

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作者：唐君齐鲁工业大学

学位级别：硕士

多孔淀粉作为一种绿色、安全、可降解的吸附材料,被广泛应用于药物的载体、重金属离子、染料的吸附剂和食品的缓释剂等领域。然而,与活性炭等无机吸附剂相比,多孔淀粉具有比表面积小得多、机械强度低、耐热性差等特点。因此,为改善多孔... 详细信息

多孔淀粉作为一种绿色、安全、可降解的吸附材料,被广泛应用于药物的载体、重金属离子、染料的吸附剂和食品的缓释剂等领域。然而,与活性炭等无机吸附剂相比,多孔淀粉具有比表面积小得多、机械强度低、耐热性差等特点。因此,为改善多孔淀粉产业化应用的局限性,本论文以麦芽内源酶水解天然玉米淀粉(NCS)为原料制备多孔淀粉后,分别与三偏磷酸钠(STMP)、柠檬酸(CA)、苹果酸(MA)进行交联反应,探究多孔交联淀粉的物理化学性质并研究其对水、大豆油、挥发性精油、阳离子亚甲基蓝染料的吸附性能。具体研究结果如下:(1)采用麦芽内源酶制备多孔淀粉(MPS)。通过对比麦芽内源酶直接水解玉米淀粉与传统商业酶处理淀粉性能的差异研究了淀粉内部结构对多孔淀粉孔隙率、吸附容量和热稳定性的影响。结果表明:麦芽酶改性后,多孔淀粉晶体类型没有变化,但有序度降低。MPS中短链(DP6-12)的比例增加了9.36%,平均链长由18.97缩短至18.54。麦芽内源酶处理后MPS的比表面积和孔体积较α-淀粉酶单独处理分别增加了306.97%和124.53%,较β-淀粉酶单独处理分别增加了130.26%和73.13%。多孔淀粉的比表面积和孔体积与吸附性能呈正相关。多孔淀粉的吸水率和亚甲基蓝吸收率分别比天然淀粉高196.00%和110.82%。MPS对大豆油的吸附量较AA-BA-PS增加了50.15%。经麦芽酶水解后,MPS对精油的吸附能力约提高2倍。(2)采用麦芽内源酶对天然玉米淀粉进行水解后,与不同的交联剂进行交联,制备了三偏磷酸钠交联多孔淀粉(STMP-MPS,作为对照样品)、苹果酸交联多孔淀粉(MA-MPS)和柠檬酸交联多孔淀粉(CA-MPS)。交联处理后淀粉颗粒聚集在一起,且两种绿色有机酸交联后颗粒粘附地更紧密。MA-MPS和CA-MPS在1738 cm处出现了新的C=O拉伸吸收峰,证实了绿色有机酸交联效果佳。STMP-MPS由于交联程度较低特征吸收峰P-O(1242 cm)和P-O-C(1025 cm)没有出现在淀粉样品的光谱中。酯键的引入提高了MA-MPS和CA-MPS的降解温度。相对于STMP-MPS的平均孔径12.43 nm,CA-MPS(14.02 nm)和MA-MPS(14.79 nm)的增大更为显著。MA-MPS的比表面积较STMP-MPS提高了36%。交联后,STMP-MPS、MA-MPS和CA-MPS对MB的吸附量分别提高了97.87%、108.51%和107.45%。与STMP-MPS相比,MA-MPS和CA-MPS的吸水量分别提高了64%和32%。MA-MPS对精油的吸附能力最强,约为STMP-MPS的4倍。(3)前两部分的研究结果表明多孔交联淀粉对亚甲基蓝(MB)的吸附效果佳,因此,采用CA-MPS和MA-PS作为吸附剂,并用STMP-MPS淀粉作为对照,构建多孔交联淀粉对阳离子亚甲基蓝(MB)染料的吸附动力学模型。研究结果表明:相较于STMP-MPS,MA-MPS和CA-MPS对MB的吸附量分别提高了108.51%和107.45%。随着接触时间的增加,亚甲基蓝的吸附量也增加,在50 min时吸附量达到吸附平衡,同时达到最大吸附量。CA-MPS和MA-MPS对MB的吸附过程符合Langmuir模型,符合PFO粒子内扩散模型,为吸热自发吸附过程。证实了多孔交联淀粉对MB的吸附主要依赖于氢键和静电相互作用。在最佳吸附条件下,CA-MPS和MA-MPS的吸附量最大分别为0.54 mg/g和0.52 mg/g,循环2轮后可重复使用。本论文采用含淀粉酶的新鲜麦芽汁水解玉米淀粉为解决商业淀粉酶的制备成本高、提取工艺繁琐、储存时间短的缺点提供了解决思路。同时,并证实交联处理制备的多孔交联淀粉会进一步增加多孔淀粉的孔尺寸和比表面积,从而扩大多孔交联淀粉的吸附能力,对增加多孔淀粉材料的吸附能力具有一定的重要意义;且交联过程中化学键的引入为提高其热稳定性提供了新的视角。此外,多孔交联淀粉作为一种高效,方便,低成本的新型绿色可降解吸附剂,为处理高浓度有机阳离子染料废水提供了方向。

关键词：麦芽内源酶玉米淀粉交联反应结构特征吸附能力

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Adsorptive potential of Acacia nilotica based adsorbent for chromium(Ⅵ) from an aqueous phase

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2018年第3期26卷 614-622页

作者： Raza Khalid Zaheer Aslam Aamir Abbas Waqar Ahmad Naveed Ramzan Reyad Shawabkeh Department of Chemical Engineering University of Engineering and Technology Lahore 54890 Pakistan Department of Chemical Engineering King Fahd University of Petroleum and Minerals Dhahron 31261 Saudi Arabia

The objective of this research was to enhance adsorption capacity of Acacia nilotica(keekar) sawdust for the abatement of chromium bearing wastewater and to investigate the effect of process parameters on adsorption capacity. The sawdust was activated by acid wash and functionalized subsequently with formaldehyde.Functionalization of activated sawdust raised its chromium removal efficiency of almost 10% as compared to its adsorption removal efficiency of HCl treated sawdust in a batch adsorption study. Adsorption kinetic data provided better fitting with pseudo second order model. Maximum adsorption capacity calculated through the best fitting Langmuir model was 6.34 mg·g^(-1) and 8.2 mg·g^(-1) for HCl treated and formaldehyde functionalized sawdust adsorbents, respectively. The adsorption of Cr(Ⅵ) was endothermic when studied by varying temperature from 20 °C to 50 °C for both activated and functionalized adsorbents.

关键词：吸附物相思树废水铬吸附能力移动效率运动数据 HCl

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氢氧化铝佐剂对百日咳菌毛抗原的吸附特性分析

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中国生物制品学杂志 2021年第3期34卷 260-265,271页

作者：杨柏峰朱德武陈雯周以斯王丽龚贝哲方习静霍梦颖胡源杨晓明武汉生物制品研究所有限责任公司细菌类疫苗研究室湖北武汉430207 国家联合疫苗工程技术研究中心湖北武汉430207 中国生物技术股份有限公司北京100029

目的探索氢氧化铝[Al(OH)_(3)]佐剂对百日咳菌毛(fimbriae,Fim)抗原的吸附特性及在组分百日咳疫苗制备中的应用。方法通过Zeta电位确定Fim抗原和Al(OH)_(3)佐剂的等电点(pI);朗格缪尔(Langmuir)吸附方程计算不同氯化钠(NaCl)浓度下,Fim... 详细信息

目的探索氢氧化铝[Al(OH)_(3)]佐剂对百日咳菌毛(fimbriae,Fim)抗原的吸附特性及在组分百日咳疫苗制备中的应用。方法通过Zeta电位确定Fim抗原和Al(OH)_(3)佐剂的等电点(pI);朗格缪尔(Langmuir)吸附方程计算不同氯化钠(NaCl)浓度下,Fim抗原在Al(OH)_(3)佐剂表面的最大吸附量,根据最大吸附量随NaCl浓度的变化趋势判断吸附作用力种类,分析不同浓度磷酸盐和pH对Fim抗原吸附率的影响。采用间接ELISA法检测不同磷酸盐浓度下配制的Fim-Al(OH)_(3)复合物免疫小鼠后的血清抗体效价。结果 Fim抗原的pI为5.5,其最大吸附量随离子强度(NaCl)增加而基本保持不变,吸附率随磷酸盐浓度增加而缓慢降低,但仍保持在90%以上。先加磷酸盐后吸附的复合物免疫小鼠后血清抗体滴度高于其他组。结论 Fim抗原与Al(OH)_(3)佐剂的吸附作用除了静电吸引外,还存在配基交换方式,不同配制方式获得的Fim-佐剂复合物免疫小鼠产生的血清抗体滴度不同,为百日咳疫苗配制中加入Fim抗原提供了数据支持。

关键词：百日咳菌毛蛋白 Al(OH)_(3) 佐剂吸附能力

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热解温度诱导下污泥生物炭特性和吸附能力相关性

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深圳大学学报（理工版） 2020年第2期37卷 194-201页

作者：杨艳琴崔敏华任屹罡郭建超刘和江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122 郑州轻工业大学材料与化学工程学院环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心河南郑州450002 江苏省水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

为探讨不同热解温度下污泥生物炭性质与其对染料的吸附能力之间的内在关系,以城市污泥为原料,通过热解法在不同温度下(300~800℃)制备污泥生物炭,研究不同生物炭的特性及其对罗丹明B和亚甲蓝的吸附能力,并通过相关性分析探讨影响生物炭... 详细信息

为探讨不同热解温度下污泥生物炭性质与其对染料的吸附能力之间的内在关系,以城市污泥为原料,通过热解法在不同温度下(300~800℃)制备污泥生物炭,研究不同生物炭的特性及其对罗丹明B和亚甲蓝的吸附能力,并通过相关性分析探讨影响生物炭吸附能力的主要因素.结果表明:热解温度显著影响生物炭理化性质(P吸附效果均达到最大值,分别为5.8 mg/g和5.7 mg/g;生物炭对罗丹明B和亚甲蓝吸附量与灰分质量分数显著正相关,但与有机碳质量分数、挥发分质量分数以及有机碳与氧质量分数比值w(O)/w(C)等显著负相关(P吸附能力.

关键词：热解温度城市污泥污泥生物炭罗丹明B 亚甲蓝吸附能力

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四川盆地东南部下志留统龙马溪组一段页岩微—纳米观地质特征

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天然气工业 2017年第9期37卷 23-30页

作者：龙胜祥彭勇民刘华赵春鹏赵剑华吴靖俞凌杰中国石化页岩油气勘探开发重点实验室中国石化石油勘探开发研究院中国石化无锡石油地质研究所

下志留统龙马溪组一段是四川盆地东南部页岩气勘探开发的目标层系之一,以往对其地质特征的研究多停留在单方面、定性层面。为此,在钻井岩心观察与描述的基础上,应用微—纳米分析技术和模拟技术,对该层系的微—纳米观地质特征进行了分析... 详细信息

下志留统龙马溪组一段是四川盆地东南部页岩气勘探开发的目标层系之一,以往对其地质特征的研究多停留在单方面、定性层面。为此,在钻井岩心观察与描述的基础上,应用微—纳米分析技术和模拟技术,对该层系的微—纳米观地质特征进行了分析。结果显示:(1)页岩矿物组成横向发育稳定,但纵向变化明显,龙一1亚段以灰黑色富有机质硅质页岩为主,有机质含量高,石英含量高且主要为有机成因石英;(2)龙一2亚段以灰黑色—黑色含粉砂质页岩及粉砂质页岩为主,较之于龙一1亚段,其砂质含量明显增多,TOC和石英含量则相对较低;(3)龙一3亚段主要为黑灰色黏土质页岩,硅质矿物含量较低,有机质常富集在黏土矿物间呈断续顺层分布;(4)该区页岩主要发育有机质孔隙、黏土矿物孔隙、脆性矿物孔隙和裂缝(含页理缝)等4种储集空间类型,其中有机质孔隙十分发育,多数为纳米级,是页岩气赋存的主要储集空间;(5)龙一_1亚段属于IUPC分类方案中的中孔,孔隙度和渗透率均较高,连通性中—差,喉道直径变小,向上到龙一_2、龙一_3亚段则以IUPC分类方案的大孔为主,但孔隙度降低、连通性变差;(6)该区页岩孔缝细小,孔隙表面积大,对页岩气具有很强的吸附能力,吸附气量随压力增加而增加,页岩气在低速渗流时呈现滑脱效应,渗透率和孔隙压力越小,滑脱效应越明显。

关键词：四川盆地页岩微—纳米观特征有机质孔隙微纳米孔喉吸附能力低速渗流滑脱效应

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