吸附分离技术的研究及应用进展.ppt

吸附分离技术研究及应用进展,演讲人：贾海飞,吸附分离技术,吸附分离技术简介 国内外研究及应用进展 新型吸附分离材料及方法,吸附分离技术简介,早期的吸附分离技术主要用于吸附净化方面, 20世纪后半叶各种吸附剂如沸石分子筛、硅胶、氧化铝、高分子吸附剂和离子交换树脂出现, 使吸附分离技术得到快速发展, 在化工、石化、生化和环保等领域得到广泛应用。,国内外研究及应用进展,水处理 物理吸附：饮用水脱氟 生物吸附：染料废水处理 化学吸附：环境内分泌干扰物吸附 汽油 深度脱硫 燃煤 烟气脱汞 二氧化碳回收 吸附剂 填料填充,饮用水脱氟处理,氟作为机体生命活动必需的微量元素，具有多方面的生理作用。 但是，如果摄氟量过高，会影响人体的钙、磷代谢，使人体的物质代谢和生理功能发生紊乱，从而造成氟骨症、氟斑牙等氟中毒症状。全国有氟斑牙患者3 877万人，氟骨症患者284万人，有 4 194万饮水型地方性氟中毒病区人口需要除氟,饮用水脱氟处理,吸附法是目前应用最广泛的除氟方法。常用的吸附剂有活性氧化铝、沸石、骨炭等 工业废弃物：砖粉，红泥，漂白土 农业废弃物：竹炭，稻草活性炭，果壳， 树皮 天然矿物：膨润土，累托石，铁矾土，吕土砂，水滑石 生物吸附剂：壳多糖，壳聚糖,染料废水生物吸附净化处理,印染厂印染废水生化处理池中筛选出四株对直接染料、分散染料及活性染料具有较高吸附脱色效果的真菌黑曲霉属、烟曲霉、少根根霉、简梗孢霉属，这四株菌对直接染料和分散染料吸附脱色率近100%，对活性染料的吸附脱色率均达85% 以上。 烟曲霉和少根根霉回收废水中染料的组合工艺已在染料生产企业获得成功应用，取得了一定的经济效益。,环境内分泌干扰物吸附分离,环境内分泌干扰物（EDCs）对人类健康和生态环境的危害受到全社会的关注。图1图3是几类典型EDCs 的分子式。,环境内分泌干扰物吸附分离,特点：具有苯环状分子结构；与生物体内物质相似； 脂溶性；不易被生物降解；极微量即有显著毒害； 毒性持久性、危害潜伏性和生物积累性。,环境内分泌干扰物吸附分离,近年来人们开展了模拟脂肪细胞的生物富集性制备仿生吸附剂处理水体中的环境内分泌干扰物的研究。 仿生吸附剂主要有两类：聚羟基丁酸酯类和乙酸纤维素-三油酸甘油酯类。这两类吸附剂都能高效、快速地去除水中低浓度的环境内分泌干扰物。 改性网状仿生脂肪吸附剂和球形乙酸纤维素-三油酸甘油酯吸附剂可再生使用至少5 次，吸附效果并未见明显下降。,汽油深度脱硫,汽油中存在多种硫化物, 吸附脱硫法是诸多汽油脱硫技术中的一种, 该法以噻吩、二苯并噻吩等难于脱除的有机硫化合物为对象, 对汽油进行深度脱硫。 主要方法 分子筛 金属氧化物 活性炭,汽油深度脱硫,分子筛:分子筛具有比表面积大, 吸附后较容易再生等特点 。使用分子筛吸附剂选择性地脱除烃类中的硫醇、二硫化物等硫化物 。常用的分子筛基吸附剂有A, X, Y,MCM- 41, ZSM - 5型等。 改性分子筛：用CuY, AgY 等系列改性沸石吸附剂, 选择性地脱除液体燃料中的稠环噻吩类含硫化合物。以ZSM - 5, Y, MCM - 41型分子筛为载体,采用离子交换法可制备出系列改性分子筛。,汽油深度脱硫,金属氧化物:研究较多的金属氧化物类吸附剂是氧化铝,其余还有氧化锌、氧化铜等。 改性金属氧化物：某些经过金属改性或复合的金属氧化物具有良好的吸附性能, 已成为近年的研究热点之一将Zn, K, Na, Ca, B a等金属离子负载或修饰于A l2O3 载体上, 可使A l2O3 载体的脱硫选择性。获得不同程度提高。,汽油深度脱硫,活性炭：活性炭不但比表面积巨大而且微孔结构发达,将钠、钴、铜、银高度分散于活性炭上, 可制备出金属负载活性炭吸附剂，用负载过渡金属氧化物的活性炭脱除烃中的4, 6- 二甲基二苯并噻吩。 改性活性炭：先在250 e 下用浓硫酸对活性炭进行改性,然后采用浸渍法制备出以MnO2 为活性组分, 结果表明, 浓硫酸可以与活性炭微孔内壁发生氧化反应, 对活性炭有扩孔作用。,燃煤烟气脱汞吸附剂研究进展,活性炭 煤焦 钙基类物质 石油焦 壳聚糖,燃煤烟气脱汞吸附剂研究进展,活性炭：Hargis等在中试试验装置上研究了活性炭对汞的吸附。对Belle Ayr煤生成的烟气，在未喷入活性炭，汞的脱除效率为2080。 煤焦：Pavlish等在模拟烟气气氛中研究了煤焦的脱汞特性。Hsi等研究了注硫活性炭纤维脱除烟气中汞的特性。 钙基类物质：国内外研究者采用钙基类物质Ca0、Ca(0H)2、CaCoa、CaSO2H20研究汞的脱除。Ghorishi等研究表明，钙基类物质如Ca(0H)2对HgCl2的吸附效率可达到85。,燃煤烟气脱汞吸附剂研究进展,石油焦:Lee等研究了石油焦对汞的吸附作用。通常石油焦含有7的硫。如果石油焦没有热解，其对汞的脱除不起作用；但是在热解以后，其对汞的脱除率为65，相当于某种活性炭。 壳聚糖：Zhang等利用自制的壳聚糖对一维炉燃烧所产生烟气中的汞进行吸附脱除，效果良好，在80吸附率达9634,吸附剂填充设备研究,吸附剂填充设备研究,Study of the antifungal potential of novel cellulose/copper composites as absorbent materials for fruit juices,Cellulose/copper composites with anti-fungal properties have been synthesized by physical/chemical methods. Physical treatments by heat or by a com-bination of heat and UV radiation provided composites with metallic copper and ex-cellent interfacial adhesion. In contrast, chemical reduction with boro-hydride generated small although partially aggregated copper oxide nanoparticles. Copper micro/nano-particles and copper ions were released from the cellulose matrix at an adequate rate to achieve a strong anti-microbial activity against Saccharomyces cerevisiae in in vitro experiments. The copper oxide composites showed an excellent antifungal activity in pineapple and melon,Superhydrophobic kapok fiber oil-absorbent: Preparation and high oil absorbency,Superhydrophobic kapok fiber was prepared via solgel method and used for oil sorption. The modified kapok fiber is covered by silica nano-particles and surface be-come rough. The modified kapok fiber have high oil sorption capacity and oilwater separation selectivity. The modified kapok fiber have the capability of removing oi