第5 期 梅华等： 硅胶的二氧化碳吸附性能及其与微孔结构的关系 21 硅胶的二氧化碳吸附性能及其与微孔结构的关系 梅华 一， 陈道远 ， 姚虎卿 ， 沈(1．南京工业大学化学化工学院， 南京 210009； 2．南京大学表面与界面化学工程技术研究中心， 南京健2 210009) 摘要 ： 实验测定了 ozh、 N2在两种硅胶上的吸附平衡数据 ， 用柱动态法研究了硅胶吸附剂在 CO2／ N2 和 CO2／ H2 体系中对 ozh 的动态吸附性能 ， 比较了两种硅胶吸附剂吸附穿透 曲线和吸附性能的差异 ， 并研究硅胶的微结构特性对吸附二氧化碳性 能的影 响。结果表明 ： 比表面大 、 孔径分布趋 向细孔有利于硅胶对二氧...

　　第5 期 梅华等： 硅胶的二氧化碳吸附性能及其与微孔结构的关系 21 硅胶的二氧化碳吸附性能及其与微孔结构的关系 梅华 一， 陈道远 ， 姚虎卿 ， 沈(1．南京工业大学化学化工学院， 南京 210009； 2．南京大学表面与界面化学工程技术研究中心， 南京健2 210009) 摘要 ： 实验测定了 ozh、 N2在两种硅胶上的吸附平衡数据 ， 用柱动态法研究了硅胶吸附剂在 CO2／ N2 和 CO2／ H2 体系中对 ozh 的动态吸附性能 ， 比较了两种硅胶吸附剂吸附穿透 曲线和吸附性能的差异 ， 并研究硅胶的微结构特性对吸附二氧化碳性 能的影 响。结果表明 ： 比表面大 、 孔径分布趋 向细孔有利于硅胶对二氧化碳 的吸附 ， 而适 当的孔分布则有利于硅胶吸附剂减 小扩散阻力。研究结果为硅胶吸附剂的改进 以及变压吸附在合成气脱碳过程中的应用提供了依据。 关键词 ： 硅胶 ； 二氧化碳 ； 吸附 ； 微孔结构 中图分类号 ： 0 64 文献标识码 ： A 文章编号： 1001 9219(2004)05 21 05 0前言 硅胶是由多聚硅酸经分子内脱水而形成的一种 多孔性物质， 其化学组成为 Si0 2 XH20 ， 属于无定 性结构。硅胶的基本结构质点为 Si O 四面体 ， 系由 Si O 四面体相互堆积形成硅胶 的骨架。堆积时， 质 点内的空间即为硅胶的孔隙ll J。 由双赢彩票在线购彩 双赢彩票平台于硅胶为多孔性物质， 具有较大的比表面， 而 且表面的羟基具有一定程度的极性 ， 故而能优先吸 附极性分子 ， 如硅胶常用作脱水吸附剂、 芳烃吸附剂 等。近年来 ， 随着硅胶制备技术的进步以及吸附技 术在石化、 化工、 冶金工业双赢彩票在线购彩 双赢彩票平台 、 电子、 航天、 医药 、 食品及 环保方面的不断研究和开发， 硅胶的应用范围也越 来越广泛【 2， 引。 变压吸附脱碳技术在合成氨工业已有许多报 道[引， 与湿法脱碳相 比， 该法具 有干法操作、 无腐 蚀、 无污染、 自动化程度高等特点 ， 但也存在有效组 分 (如 N2) 回收率偏低的问题 ， 其关键是吸附剂对 N， 与 c 0 2的吸附选择性 。因此研究吸附剂的吸附 性能及微孔结构与其 吸附性能 的关系具有重要意 义。 1实验 1． 1吸附剂及吸附质 采用两种球形颗粒硅胶作为测定样品， 分别用 收稿 日期 ： 2004 02 01； 作者简介 ： 梅华( 1970 一) ， 男 ， 工学 博士 ， 电邮 njmei608@ s ohu． com。 QD 和 WJ 表示， 活性炭用 Y C 表示 ， 实验时破碎至 20- - 30 目使用。其物理性质如表 1 所示。 表 1吸附剂的基本物理性质 T able 1 T he basic physica l cha ra cter of a dsorbents 注： 吸附气体 CZh2~ N2、 H2， 纯度均 ／99． 99％ 1． 2硅胶的比表面及孔径分布测定方法 硅胶的比表面及孔径分布测定在微孔测定仪 OMNISOR P-100CX ( 美 国 Coulter 公 司 ) 上进 行。 通过测定硅胶在液氮温度下的对氮气的吸附曲线计 算得到比表面积及孔径分布等物理参数。 1． 3吸附平衡数据的测定 采用 OMINSORP100CX 微孔测试仪测定吸附 剂在温度为 0oC 和 38。 C 时对 N2 和 c 0 2衡数据。 1． 4动态穿透曲线的实验测定 实验装置及流程见图 1。吸附前用 H2 充压至 吸附压力， 配制好的 昆 合气经干燥后进入吸附柱， 吸 附尾气从吸附柱的上端经过六通阀和皂沫流量计后 排放。在吸附过程 中， 每隔一定的时双赢彩票在线购彩 双赢彩票平台间间隔通过六 通阀将气路切换至气相色谱仪 ， 对尾气进行分析检 测。在吸附床层穿透之后 当排出气体组成恒定时认 的吸附平 维普资讯