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氯气在NaX、NaY、MCM-41、MCM-48和丝光沸石分子筛上吸附性能的研究

作　者: 肖卫强
导　师: 薛建伟
学　校: 太原理工大学
专　业: 应用化学
关键词: NaX分子筛 NaY分子筛丝光沸石 MCM-41分子筛 MCM-48分子筛吸附
分类号: O647.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文介绍了氯气的性质、应用、危害以及分子筛的吸附特性,对氯气吸附性能的研究进展进行了综述。采用P-C-T氯气吸附装置研究了NaX、NaY、MCM-41、MCM-48和丝光沸石分子筛五种分子筛对氯气的吸附性能,并用红外光谱和X射线衍射对分子筛样品进行了表征。得出主要结论如下：一、NaX、NaY和丝光沸石分子筛的红外图谱表明,吸附氯气后其分子筛骨架结构的特征峰都存在；XRD衍射谱图表明,吸附氯气后的NaX、NaY和丝光沸石分子筛的特征峰存在,但NaX的峰强度略有减弱,这可能是氯原子与X型分子筛表面的Si-OH或Al-OH相结合所致,也可能是由于氯气中的微量酸对分子筛本身的作用所致。二、红外图谱表明,介孔分子筛MCM-41和MCM-48吸附氯气后其分子筛骨架结构的主要特征峰都存在；XRD衍射谱图表明,吸附氯气后的分子筛的主要特征衍射峰都存在,但其峰强度出现了很大的削弱,说明吸附后其部分骨架结构遭到破坏和有序度的下降,同时严重影响了其吸附量。三、实验数据表明分子筛氯气吸附性能受骨架结构、孔容积、孔径的影响很大,其最大吸附量取决于孔容积。对于结构相似的NaX和NaY分子筛,其骨架结构有效比表面积是影响吸附量的重要因素,分子筛的比表面积越大,吸附量越大；对于不同孔容积的分子筛,孔容越大,其吸附量越大；不同孔径的分子筛,孔径越大,吸附量越大。分子筛的吸附量也受孔道结构的影响,有利用吸附气体的传输的分子筛其吸附量越大。其中实验五种样品的最大吸附量：NaY(28.70%)>丝光沸石(24.32%)>NaX>(20.81%)>MCM-48(18.86%)>MCM-41(17.89%)。四、在0℃、30℃和50℃时,NaX、NaY、丝光沸石、MCM-41和MCM-48五种分子筛的氯气吸附曲线。吸附曲线随着温度的降低,氯气的吸附量增加；压强增大,吸附量相应增加。结果表明,上述五种分子筛对氯气的吸附曲线符合朗格缪尔吸附等温线,属于物理吸附。五、分子筛的氯气吸附性能特点由不同因素共同影响的。影响分子筛的吸附量的主要因素因分子筛的类型而有所差异。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章文献综述  10-30
  1.1 前言  10-11
  1.2 氯气  11-17
    1.2.1 氯气的理化性质和应用  11-13
    1.2.2 氯气的发现、制取和储存  13-16
    1.2.3 氯气的危害和事故的预防与处理  16-17
  1.3 分子筛  17-20
    1.3.1 X型和Y型沸石分子筛  17-18
    1.3.2 丝光沸石分子筛  18-19
    1.3.3 介孔分子筛MCM-41和MCM-48  19-20
  1.4 分子筛吸附的基础理论和吸附氯气研究进展  20-28
    1.4.1 分子筛吸附的基础理论  20-23
    1.4.2 氯气吸附性能的研究进展  23-28
  1.5 选题背景和主要内容  28-30
第二章实验研究方法、装置和样品表征  30-34
  2.1 实验原料及仪器  30
  2.2 样品的处理方法  30
  2.3 氯气吸附性能测试方法及装置  30-32
    2.3.1 测试系统的组成  30-31
    2.3.2 实验方法  31-32
    2.3.3 实验步骤  32
  2.4 样品表征  32-34
    2.4.1 XRD测试  32
    2.4.2 红外光谱分析  32-34
第三章 X型分子筛吸附氯气性能的研究  34-42
  3.1 引言  34
  3.2 NaX分子筛吸附氯气前后的表征分析  34-37
    3.2.1 X射线衍射图谱分析  34-35
    3.2.2 红外图谱分析  35-37
  3.3 氯气吸附曲线分析  37-39
  3.4 结果与讨论  39-42
第四章 Y型氯气吸附性能研究  42-52
  4.1 引言  42
  4.2 Y型分子筛吸附氯气前后的表征分析  42-45
    4.2.1 X射线衍射图谱分析  42-43
    4.2.2 红外图谱分析  43-45
  4.3 NaY分子筛吸附氯气曲线分析  45-47
  4.4 X型和Y型分子筛吸附曲线分析  47-49
  4.5 结果与讨论  49-52
第五章丝光沸石吸附性能的研究  52-60
  5.1 引言  52
  5.2 丝光沸石吸附氯气前后的表征分析  52-54
    5.2.1 X射线衍射图谱分析  52-53
    5.2.2 红外图谱分析  53-54
  5.3 丝光沸石吸附氯气曲线分析  54-56
  5.4 X型、Y型分子筛和丝光沸石吸附曲线对比分析  56-58
  5.5 结果与讨论  58-60
第六章 MCM-41分子筛吸附氯气性能的研究  60-68
  6.1 前言  60
  6.2 全硅MCM-41吸附氯气前后的表征分析  60-63
    6.2.1 X射线衍射图谱分析  60-61
    6.2.2 红外图谱分析  61-63
  6.3 吸附曲线的分析  63-65
  6.5 结果与讨论  65-68
第七章 MCM-48吸附氯气性能的研究  68-76
  7.1 前言  68
  7.2 全硅MCM-48吸附氯气前后的表征分析  68-71
    7.2.1 X射线衍射图谱分析  68-69
    7.2.2 红外图谱分析  69-71
  7.3 吸附曲线的分析  71-73
  7.4 分子筛MCM-41和MCM-48的吸附曲线的对比分析  73-75
  7.5 结果与讨论  75-76
第八章主要结论  76-78
参考文献  78-82
致谢  82-84
攻读硕士学位期间发表的学术论文  84

氯气在NaX、NaY、MCM-41、MCM-48和丝光沸石分子筛上吸附性能的研究

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