幾種分子篩對(duì)二氯甲烷氣體靜態(tài)吸附性能影響研究

曾逸智，周永濤，任向紅，謝晨

（火箭軍工程大學(xué)，陜西 西安 710025）

二氯甲烷在常溫下是一種無色透明的液體，其毒性小、沸點(diǎn)低，是一種難燃性的溶劑，常用來代替易燃的石油醚、乙醚等，因此在工業(yè)上被廣泛使用。由于其極易揮發(fā)(20℃時(shí)飽和蒸氣壓為46.5kPa)，因此在生產(chǎn)過程中容易造成損耗，對(duì)環(huán)境造成危害。分子篩是一類具備規(guī)則孔道分布的微孔晶體材料，其具有比表面積大、孔道尺寸可調(diào)節(jié)、較好的熱穩(wěn)定性及離子交換性能等特征。它可將比其孔徑小的分子吸附進(jìn)入孔穴內(nèi)部,把比分子篩孔徑大的分子排斥在孔外來篩分各種類型的吸附質(zhì)，有較高的吸附選擇性。沸石分子篩是指那些具有分子篩作用的天然及其他人工合成的晶態(tài)硅鋁酸鹽，構(gòu)成其骨架的最基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧(SiO4)四面體和鋁氧(AlO4)四面體。吸附法是使用吸附劑對(duì)廢氣進(jìn)行成分選擇性吸附而達(dá)到凈化目的，該法工藝成熟且凈化效率高，適合低濃度vocs氣體治理。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器

3A分子篩，ZSM-800分子篩，蘇州恒大凈化設(shè)備有限公司；13X分子篩，REY分子篩，上海久宙化工有限公司；beta分子篩，HY30分子篩，青島恒鑫新材料有限公司；二氯甲烷，天津恒興化學(xué)試劑有限公司；JW-ZQ200靜態(tài)容量法蒸汽吸附儀，北京精微高博科學(xué)技術(shù)有限公司。

1.2 靜態(tài)吸附法

量取二氯甲烷溶劑200ml置于廣口瓶中，將廣口瓶置于密閉的手套箱內(nèi)，取少量硅膠去除手套箱中的水分，將一電子天平放置在手套箱內(nèi)，稱量已活化的ZSM800、Beta、HY30、REY、13X、3A分子篩各2g置于帶蓋封閉的培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿編號(hào)并逐一放置在手套箱內(nèi)天平上稱量，打開真空泵抽取手套箱內(nèi)氣體30min，排除空氣影響。抽排空氣完畢后，打開廣口瓶瓶蓋，待二氯甲烷充分揮發(fā)后，開始計(jì)時(shí)，每隔1h記錄電子天平所稱量吸附劑的質(zhì)量，所稱質(zhì)量不再變化時(shí)，可以判斷分子篩基本吸附飽和，取出分子篩并用密封袋迅速密閉保存。

在我們知道如何訓(xùn)練能提高孩子的自控力后，我還想告訴大家一個(gè)很重要的事實(shí)：自控力是有限的。美國心理學(xué)會(huì)指出，自控力對(duì)個(gè)體來說是有限的、會(huì)被損耗的資源，我們在對(duì)抗誘惑時(shí)，也在損耗著自控力。

2 結(jié)果與討論

2.1 時(shí)間對(duì)吸附量的影響

靜態(tài)吸附20h后可以看到各分子篩的二氯甲烷飽和吸附量大小依次為HY30(245.85mg/g)>beta(208.35mg/g)>REY(197.60mg/g)>13X(154.5mg/g)>ZSM-800(120.25mg/g)>3A(84mg/g)。

2.2 分子篩表征分析

（2）分子篩比表面積對(duì)分子篩二氯甲烷靜態(tài)吸附量的影響。

（3）孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)對(duì)分子篩二氯甲烷靜態(tài)吸附量的影響。

表1 分子篩的參數(shù)

圖1為6種分子篩的比表面積與二氯甲烷飽和吸附量的折線圖，可見兩條折線有很高的相似程度，較大的比表面積也就說明可以為二氯甲烷氣體分子提供更多的吸附位點(diǎn)，對(duì)應(yīng)二氯甲烷吸附量也會(huì)相應(yīng)增多。

（1）用JW-ZQ200靜態(tài)容量法蒸汽吸附儀測試樣品的比表面積和孔結(jié)構(gòu)參數(shù)。

HY30型分子篩二氯甲烷氣體的飽和吸附量最大，13X分子篩、ZSM-800分子篩和3A分子篩的二氯甲烷氣體飽和吸附量明顯小于其它分子篩。HY30分子篩和beta分子篩的比表面積和孔容相對(duì)較大，二氯甲烷氣體的飽和吸附量最大，相比而言，ZSM-800分子篩和13X的二氯甲烷飽和吸附量小于HY30和beta分子篩。

圖1 分子篩比表面積與二氯甲烷飽和吸附量折線圖

“你想喚醒它的力量嗎？”黑袍人勾起了他對(duì)那些傳說的遐想和神往，卻又并不說細(xì)，只用一種帶著誘惑力的語氣問道。

圖2為6種分子篩的孔容積和二氯甲烷飽和吸附量折線圖，可以看到，當(dāng)孔容在合適的區(qū)間內(nèi)時(shí)，分子篩的二氯甲烷飽和吸附量會(huì)隨著孔容的增大而有所增大，很明顯的就是beta和HY30型分子篩，總孔容積和微孔容積都很大，二氯甲烷氣體分子很容易進(jìn)入其孔道中，且吸附量大于其他分子篩。

那“胡人”到了錢蔥，似乎就消失了，秀容川還打聽到一條匪夷所思的消息：秀容月明的妻子越秀在這里住過，而且她挺著大肚子，就一個(gè)人住在這里。

圖2 分子篩孔容積與二氯甲烷吸附量折線圖

Y型分子篩在結(jié)構(gòu)上與X型分子篩的晶體結(jié)構(gòu)完全相同，都富含β籠，REY型分子篩的比表面積及孔容均小于13X型分子篩，但是由于REY型分子篩孔徑分布比13X分子篩廣泛，由于孔徑分布的微小差異，表現(xiàn)出REY型吸附量大于13X型。

2.3.3 注意收錄湘西地區(qū)革命古跡遺存等文物。對(duì)革命歷史遺跡、博物館、紀(jì)念館、展覽館、烈士公墓等非平面載體信息進(jìn)行原件數(shù)字化前期收集處理；也可以用圖片、實(shí)物等為載體形式加以收錄。革命老區(qū)所屬高校應(yīng)該義不容辭地?fù)?dān)負(fù)起該地區(qū)紅色文獻(xiàn)搜集和保護(hù)工作的重任。

3 結(jié)語

通過6種備選分子篩靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明，部分二氯甲烷分子會(huì)停留在分子篩孔道內(nèi)，分子篩的孔徑結(jié)構(gòu)以及比表面積的大小都將影響分子篩的二氯甲烷吸附能力和吸附效果，符合分子尺寸選擇機(jī)理。6種分子篩對(duì)二氯甲烷靜態(tài)吸附量顯示beta分子篩靜態(tài)飽和吸附量最大。