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常见金属离子的鉴别方法

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常见金属离子的鉴别方

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常见金属离子的鉴别方法

沸石分子筛的离子交换性能

沸石分子筛的离子交换性能 沸石分子筛是指具有空旷骨架和较规则孔笼结构的含碱金属或碱土金属氧化物的硅铝酸盐材料。其从1956年被瑞典科学家发现之后便广泛应用,后因其特殊的物理特性被广泛应用于石油化工、环境保护、生物工程等领域。并且随着沸石分子筛需求量逐渐扩大,研究人员开始不断拓展多种沸石分子筛的合成方法,从而满足各个领域的需求。 沸石分子筛具有超强的吸附性能,其之所以具有强大吸附性能,是因为分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”,当流体流过时,流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面,在表面产生分子浓聚,使流体中的这种分子数目减少到分离、清除的目的。由于吸附不发生化学变化,只要设法将浓聚在表面的分子赶跑,沸石分子筛就又具有吸附能力,这一过程是吸附的逆过程,被称作是解析或再生过程。 同时,沸石分子筛也具有强大的离子交换性能,其指的是对骨架外的补偿阳离子交换过程。通过离子交换能够改变沸石分子筛的孔径大小,从而改变其性能。经离子交换后,阳离子的数目、大小和位置发生改变,如高价阳离子交换低价阳离子后使沸石分子筛中的阳离子数目减少,往往造成位置空缺使其孔径变大;而半径较大的离子交换半径较小的离子后,则易使其孔穴受到一定的阻塞,使有效孔径有开始减小。 再次,沸石分子筛因其具有独特的晶体结构,因此有一定的催化性能。沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体时,催化反应的进行受到沸石分子筛晶孔大小的控制。晶孔和孔道的大小和形状都可以对催化反应起着选择性作用。 伴随着研究的不断深入,沸石分子筛逐渐从实验室走向了工业实际应用。由于其强大的性能,因此能够与反应器集成,在膜催化反应中,现反应与分离的藕合。目前研究的沸石分子筛膜的应用领域通常为渗透汽化、气体分离及膜反应器。 正是人类实践活动的需要和应用领域的发展,不断的推动着沸石分子筛的发展。从天然沸石到人工合成沸石、从低硅沸石到高硅沸石;从硅铝分子筛到磷铝分子筛;从超大微孔到介孔材料的出现;从无机多孔骨架发展到MOFs,以及近期正在兴起的大孔材料等等,有效的提高了产率,降低了合成成本和环境污染。

分子筛的主要特性

分子筛的主要特性 1、物理特性: 比热:约0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX℃ 导热系数(脱水物):2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃ 水吸附热:约3780KJ/Kg(915Kcal/Kg) 2、热稳定性和化学稳定性: 分子筛能承受600—700℃的短暂高温,但再生温度一般在400℃以下。分子筛可在PH值5-10范围的介质中使用;在盐溶液中能交换某些金属阳离子。 3、基本特性: a)分子筛对水或各种气,液态化合物可逆吸附及脱附。 b)金属阳离子易被交换。 c)分子筛内部空腔和通道形成非常高的内表面积。其内表面可高于分子筛颗粒的外表面积的10000-100000倍。 分子筛的选择吸附特性: 1、根据分子大小和形状的不同选择吸附——分子筛效应 分子筛晶体具有蜂窝状的结构,晶体内的晶穴和孔道相互沟通,并且孔径大小均匀,固定(分子筛空腔直径一般在6—15埃之间),与通常分子的大小相当,只有那些直径比较小的分子才能通过沸石孔道被分子筛吸附,而构型庞大的分子由于不能进入沸石孔道,则不被分子筛吸附。而硅胶,活性氧化铝和活性碳没有均匀的孔径,孔径分布范围十分宽广,所以没有筛分性能。 2、根据分子极性,不饱和度和极化率的选择吸附 分子筛对于极性分子和不饱和分子有很高的亲和力;在非极性分子中,

对于极化率在的分子有较高的选择吸附优势。此外,沸点越低的分子,越不易被分子筛所吸收。 分子筛的高效吸附特性: 分子筛对于H2O、NH3、H2S、CO2 等高分子极性具有很高的亲和力,特别是对于水,在低分压(甚至在133帕以下)或低浓度,高温(甚至在100℃以上)等十分苛刻的条件下仍有很高的吸附容量。 1、低分压或低浓度下的吸附 在相对湿度30% 时分子筛的吸水量比硅胶,活性氧化铝都高。随着相对湿度的降低,分子筛的优越性越发显著,而硅胶,活性氧化铝随着湿度的增加,吸附量不断增加,在相对湿度很低时,它们的吸附量很少。2、高温吸附 分子筛是唯一可用的高温吸附剂。在100 ℃和1.3 %相对湿度时分子筛可吸附15%重量的水分,比相同条件下活性氧化铝的吸水量大10倍;而比硅胶大20倍以上。所以在较高的温度下,分子筛仍能吸附相当数量的水分,而活性氧化铝,特别是硅胶,大大丧失了吸附能力。 3、高速吸附 分子筛对像水等极性分子在分压或浓度很低时的吸附速率要远远超过硅胶,活性氧化铝。虽然在相对湿度很高时,硅胶的平衡吸水量要高于分子筛,但随着吸附质的线速度的提高,硅胶的吸水率越来越不如分子筛效率高。 分子筛的离子交换性 分子筛的一个重要性能是可以进行可逆的离子交换。通过这种交换,改进了分子筛的吸附和催化性能,从而获得了广泛的应用(如可用于软化水和废水处理)。

分子筛的主要特性

分子筛的主要特性 今天小编来介绍一下分子筛的主要特性。让大家对分子筛的特性有一个全面的了解。 一、物理特性: 比热:约0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX℃ 导热系数(脱水物):2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃ 水吸附热:约3780KJ/Kg(915Kcal/Kg) 二、热稳定性和化学稳定性: 分子筛能承受600—700℃的短暂高温,但再生温度一般在400℃以下。分子筛可在PH值5-10范围的介质中使用;在盐溶液中能交换某些金属阳离子。 三、分子筛的特性 1、基本特性 a)分子筛对水或各种气,液态化合物可逆吸附及脱附。 b)金属阳离子易被交换。 ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑鳞·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、

c)分子筛内部空腔和通道形成非常高的内表面积。其内表面可高于分子筛颗粒的外表面积的10000-100000倍。 (1)根据分子大小和形状的不同选择吸附——分子筛效应 分子筛晶体具有蜂窝状的结构,晶体内的晶穴和孔道相互沟通,并且孔径大小均匀,固定(分子筛空腔直径一般在6—15埃之间),与通常分子的大小相当,只有那些直径比较小的分子才能通过沸石孔道被分子筛吸附,而构型庞大的分子由于不能进入沸石孔道,则不被分子筛吸附。而硅胶,活性氧化铝和活性碳没有均匀的孔径,孔径分布范围十分宽广,所以没有筛分性能。 (2)根据分子极性,不饱和度和极化率的选择吸附 分子筛对于极性分子和不饱和分子有很高的亲和力;在非极性分子中,对于极化率在的分子有较高的选择吸附优势。此外,沸点越低的分子,越不易被分子筛所吸附。 2、分子筛的高效吸附特性 ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑鳞·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、

离子交换法制备一种含锌分子筛

离子交换法制备一种含锌分子筛 摘要:通过水热法合成了4A分子筛,考察原料配比和反应条件对分子筛纯度和晶粒大小的影响。在此基础上,再采用离子交换法制备了一种含锌的A型分子筛,确定了锌含量随晶粒大小和反应温度与时间的变化规律。 关键词:离子交换,锌,催化, 1前言 过渡金属元素由于不饱和的d或f轨道,能够与许多含氮,氧,硫,磷的有机物配位,生成各种金属配合物,从而在许多有机反应中显示的较强的催化能力。目前,研究得比较多的过渡金属元素有铁,钒,镍,铜,锌等。铁元素对于费托合成反应具有较佳的活性。钒元素常常应用于脱硫脱硝领域。镍元素广泛应用于催化加氢脱氢。铜元素在一氧化碳氧化方面作用显著。锌元素尤其是锌离子往往在加成取代反应中催化性能优异。马丹等人曾报道了醋酸锌能催化2,4-二氨基甲苯与碳酸二甲酯反应生成2,4-甲苯二氨基甲酸的反应1。二价的锌离子在氨基甲酸甲酯和甲醇生成碳酸二甲酯的反应中也具有较好的催化性能2。侯巩报道了以醋酸锌为催化剂,以对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1,3-丙二醇(PDO)为原料,采用酯交换、缩聚反应路线合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)3。虽然锌离子在这些反应中展示了不错的活性,但是它是一种均相催化剂,溶解到了反应体系中,这个后续的催化剂分离带来了巨大困难。 为了保留这些过渡金属元素的催化活性,同时又方便反应后催化剂的分离。人们开展了大量的均相催化剂的非均相化研究。常见的将催化剂非均相化的方法有浸渍法,嫁接法和离子交换法。其中离子交换法由于具有合成工艺简单,制得的催化剂性能稳定等诸多优点而被广泛采用。离子交换法的原理是采用一种离子交换剂为载体,将其加入到含有过渡金属离子的溶液中去,反应过程是金属离子扩散到交换剂表面,而交换剂表面的离子扩散到溶液中去,从而得到一种高分散,均匀分布的金属离子催化剂。 离子交换剂可以分为有机聚合物交换剂和无机交换剂两大类。有机交换剂具有化学稳定性好,耐酸碱,但其耐磨性差,机械强度低,而且热稳定性不好。无机交换剂的优缺点与有机交换剂的相反,实际应用中二者互为补充。有机离子交换机以苯乙烯和二乙烯基苯为主要原料共聚而得的树脂为典型代表,有阴离子树脂,阳离子两大类。无机交换剂以沸石分子筛为典型代表。本工作采用一种沸石分子筛为离子交换剂与锌盐进行离子交换来生产一种含锌的分子筛材料,实现锌元素的非均相化。 沸石分子筛是一种以TO4四面体为基本结构单元,用氧原子桥连而成的无机化合物。T 原子主要是硅和铝,也可以是其他杂原子,比如磷,钒,铁,钛,镓等等。在硅铝分子筛的四面体连接时,它遵循以下规律:一是四面体中的每个氧原子都是由两个T原子共用;二是相邻的两个四面体之间只能用一个氧原子;三是两个铝氧四面体不直接相连,必须要通过硅氧四面体,这也就是说沸石分子筛中硅铝之比不能小于1。由于以上原则,又由于铝只有正三价,在与四个氧相连接时,需要一个正一价的阳离子来平衡。在用水热法合成的沸石中,这个阳离子一般是钾和钠。由于钾和钠比较容易溶剂化,溶解到溶液中,因此可以通过离子交换法,用其他阳离子把钾和钠交换出来。 本工作的研究内容就是采用离子交换法,用氯化锌与沸石分子筛中的一种——A分子筛进行交换来将锌离子非均相化,得到含锌的分子筛。之所以选择A分子筛,是因为人们对

流化床离子交换设备和分子筛离子交换系统的制作流程

图片简介: 流化床离子交换设备和分子筛离子交换系统,所述的流化床离子交换设备由至少两个连通的多级交换室组成,相邻交换室之间由筛板分隔开,第一级交换室设有浆液进口,末级交换室设有浆液出口,所述的筛板上开孔或狭缝,孔径或狭缝宽度为0.5~3.0mm。分子筛离子交换系统还包括在每一级交换室中装填有阳离子交换树脂小球,本技术新型提供的离子交换设备适用于分子筛与离子交换树脂进行阳离子交换的过程,交换效率高,同时克服了离子交换过程中物料的堵塞问题,能够长周期运转。 技术要求 1.一种流化床离子交换设备,其特征在于,该设备由至少两个连通的多级交换室组成,相邻交换室之间由筛板分隔开,第一级交换室设有浆液进口,末级交换室设有浆液出口,所述的筛板上开孔或狭缝,孔径或狭缝宽度为0.5~3.0mm。 2.根据权利要求1所述的流化床离子交换设备,其特征在于,所述的离子交换设备为卧式放置。 3.根据权利要求1所述的流化床离子交换设备,其特征在于,所述的流化床离子交换设备外设有保温层。 4.根据权利要求1所述的流化床离子交换设备,其特征在于,所述的流化床离子交换设备带有搅拌系统,包括穿过多级交换室的搅拌轴和安装在搅拌轴上的搅拌叶片,所述的搅拌轴与外部转动装置连接。 5.根据权利要求4所述的流化床离子交换设备,其特征在于,每级交换室中设有2-4个搅拌叶片。 6.根据权利要求1所述的流化床离子交换设备,其特征在于,所述的流化床离子交换设备由3-6级交换室组成,所述的交换室为圆柱体形,其长度与管径比为0.5~2.5:1。

7.根据权利要求1所述的流化床离子交换设备,其特征在于,所述的,所述的筛板上有多条平行排列的狭缝,狭缝宽度为1.5-2.5mm。 8.一种分子筛离子交换系统,其特征在于,采用权利要求1-7中任一种所述的流化床离子交换设备,所述的流化床离子交换设备的每一级交换室中装填有阳离子交换树脂小球,所述的阳离子交换树脂小球的粒径大于所述的筛板上开孔孔径或狭缝宽度。 9.根据权利要求8所述的分子筛离子交换系统,其特征在于,所述的流态化离子交换设备的第一级交换室内装有研磨小球,其他交换室装填阳离子交换树脂小球;所述研磨小球直径大于所述的筛板上开孔孔径或狭缝宽度。 10.根据权利要求9所述的分子筛离子交换系统,其特征在于,所述的研磨小球为氧化锆或者氧化铝小球。 11.根据权利要求8-10中任一种所述的分子筛离子交换系统,其特征在于,所述的流化床离子交换设备的各级交换室中还包括分子筛浆液,所述的分子筛的粒径为0.5~20um,所述的分子筛浆液由待交换分子筛与水以1:5~15的比例混合打浆得到。 技术说明书 流化床离子交换设备和分子筛离子交换系统 技术领域 本技术新型涉及一种离子交换设备和系统,更具体地说,涉及一种流化床离子交换设备和一种分子筛离子交换系统。 背景技术 在我国的炼油工业中催化裂化工艺是极其重要技术手段,而裂化催化剂的性能对该技术具有重大影响。分子筛是裂化催化剂的主要活性组分,其性能优劣直接影响催化剂的性能。所谓的分子筛一般是指Y型分子筛,包括HY、REY、USY、DASY、REUSY等,择型分子筛以及经过其它元素改进后的分子筛。分子筛原粉所含阳离子为钠离子几乎没有催化性能,一般需要对其进行离子交换转化成氢型分子筛才能使其具备相应的催化活性。因此离子交换是裂化催化剂制备过程中一个非常重要的单元操作。

Cu(I),Ag(I)~分子筛化学吸附脱硫的pai-络合机理

[Article] www.whxb.pku.edu.cn 物理化学学报(WuliHuaxueXuebao) ActaPhys.-Chim.Sin.,2006,22(5):542~547Received:September22,2005;Revised:December7,2005. * Correspondent,E-mail:dhzhou@dicp.ac.cn;Tel:0411-84258329. !EditorialofficeofActaPhysico-ChimicaSinica Cu(I),Ag(I)/分子筛化学吸附脱硫的π- 络合机理 周丹红1,2* 王玉清1贺宁1杨刚2 (1辽宁师范大学化学化工学院,功能材料化学研究所,辽宁大连, 116029; 2 中国科学院大连化学物理研究所,催化基础国家重点实验室,辽宁大连 116023) 摘要应用DFT研究了一系列含硫的杂环化合物(噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩)以及 苯分子在Cu(I)-Y、Ag(I)-Y分子筛上的化学吸附.计算采用16T分子筛簇模型(H22Si15AlO22),对过渡金属采用了赝势基组,在BLYP/DNP水平上完成.相互作用能的结果表明,阳离子交换的分子筛对含硫杂环芳香族化合物吸附能力的顺序为Cu(I)-Y>Ag(I)-Y.两种吸附剂对噻吩类分子的吸附能力大于苯分子.噻吩衍生物的吸附能顺序依次为,4,6-二甲基二苯并噻吩<二苯并噻吩<噻吩<苯并噻吩,与实验结果相近.通过自然键轨道计算,研究了分子筛上担载的Cu(I)、Ag(I)金属离子与噻吩和苯分子之间的π-络合作用,分析比较了自然键电子给体-受体之间的二阶微扰稳定化能,并探索其络合机理. 关键词:DFT,π-络合吸附,自然键轨道,金属担载分子筛,汽油脱硫 中图分类号:O641 Theπ-complexationMechanismsofCu(I),Ag(I)/Zeolitesfor Desulfurization ZHOU,Dan-Hong1,2* WANG,Yu-Qing1 HE,Ning1 YANG,Gang2 (1InstituteofChemistryforFunctionalizedMaterials,CollegeofChemistryandChemicalEngineering,LiaoningNormalUniversity,Dalian 116029,P.R.China; 2 StateKeyLaboratoryofCatalysis, DalianInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Dalian 116023,P.R.China) Abstract Densityfunctionaltheoryhasbeenemployedtoinvestigatetheπ-complexationadsorptionofaromaticsulfur compoundssuchasthiophene(TP),benzothiophene(BT),dibenzothiophene(DBT),and4,6-dimethyldibenzothiophene(4,6-DMDBT)byionexchangingfaujasitetypezeoliteswithCu+andAg+cations.Thecalculationswerebasedontheclustermodelsof16T(H22Si15AlO22),andperformedwithBLYPfunctionandDNPbasisset.Theeffectivecorepotentialbasissetwasusedfortransitionmetalatoms.ThecalculatedinteractionenergiesindicatedthattheadsorptionabilityoftheionexchangingYzeolitesforthiopheniccompoundsfollowedtheorder:Cu(I)-Y>Ag(I)-Y.Theiradsorptionabilityforthiopheniccompoundsishigherthanthatforbenzene.Thecalculatedadsorptionenergyofthethiopheniccompoundsincreasedas4,6-DMDBT<DBT<TP<BT,whichagreeswiththeexperiment.Thenaturalbondorbital(NBO)analysisofthesecond-orderperturbativeenergyhavebeenperformedtoinvestigatetheπ-complexationadsorptionmechanismofthiopheneandbenzeneonCu(I)-YandAg(I)-Ysorbents.Keywords:DFT,π-Complexationadsorption, NBO, Metalionicexchangingzeolites, Desulfurizationoffuel 汽车尾气中含硫化合物是造成城市大气污染的重要来源之一,因此,世界汽油规格中对硫含量作了 严格控制.目前国外广泛使用的汽油含硫量已经达到30μg?g-1[1-2],而我国2000年7月实施的车用汽油有 May 542

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