鈰改性分子篩的制備及對水蒸氣吸脫附性能的研究.pdf

1、空氣的濕度不僅影響人們對溫度的感覺和熱舒適性，而且對現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面也有重大影響，所以濕度的控制受到廣泛關(guān)注。目前常用的除濕材料有硅膠、氧化鋁、分子篩等，因為分子篩在低壓高溫下仍具有優(yōu)異的吸附性能，因此被廣泛用在需要深度除濕的場所。分子篩的脫附溫度比較高，脫附能耗比較大，在運用分子篩作為除濕材料時會帶來較大的能源耗費，此外，除濕本身就是一項高能耗工作，其能耗要占到空調(diào)總能耗的20％～40%，因此設(shè)法改善除濕材料的脫附性能對全社會

2、能源與環(huán)境具有重要意義。
　　本文以硝酸亞鈰為改性劑，對13X、NAY兩種分子篩進行改性，采用靜態(tài)吸附實驗考察了改性分子篩制備過程中活化溫度、浸漬時間、浸漬濃度、浸漬液pH、浸漬溫度等制備條件對分子篩吸附性能的影響，以求優(yōu)化制備條件，實驗結(jié)果表明選擇合適的制備條件可使分子篩的優(yōu)異吸附性能得到保留，且兩種分子篩的最佳制備條件不同，其原因可能是兩種分子篩硅鋁比不同、孔徑大小相異及分子篩骨架中金屬離子的含量及分布位置不同。
　　測

3、定了13X、NAY兩種類型分子篩的吸附等溫線，并各自采用一條吸附等溫線計算了吸附熱，結(jié)果表明兩種分子篩的吸附等溫線均屬于langmuir型，改性后分子篩的吸附熱減小，吸附作用減弱。
　　運用X射線衍射（XRD）、傅里葉紅外光譜（FTIR）對分子篩進行結(jié)構(gòu)表征，XRD分析表明，改性后13X、NAY兩種類型分子篩的衍射峰強度明顯減弱，分子篩的結(jié)晶度降低，但改性后特征峰位置并沒有變化；FTIR分析中兩種分子篩改性前后的紅外光譜吸收峰基本

4、相似，說明原分子篩骨架結(jié)構(gòu)的存在，表明改性后分子篩的微觀結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生根本性的改變。
　　通過熱重(TG)分析來評價分子篩吸附劑的脫附性能，采用唐萬軍法求算水蒸氣在分子篩上脫附的活化能，采用主曲線法判定可表征水蒸氣在分子篩上脫附的最概然機理函數(shù)，并求算了指前因子，從而完成了對脫附反應(yīng)“動力學(xué)三因子”的全面考察。結(jié)果表明分子篩改性后脫附溫度、活化能降低，脫附性能得到改善，分子篩脫附水蒸氣動力學(xué)過程的最概然機理函數(shù)是Z-L-T三維擴散動

5、力學(xué)機理函數(shù)。
　　將制備的吸附劑運用在分級再生轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)中，對空調(diào)系統(tǒng)進行性能計算。計算結(jié)果表明，13X、NAY分子篩作為除濕劑經(jīng)硝酸亞鈰改性后，系統(tǒng)熱力性能系數(shù)分別提高11.22%、7.73%，從而提高了能源利用率。
　　在對13X、NAY兩種類型分子篩的改性研究中發(fā)現(xiàn)，NAY分子篩的改性效果沒有13X分子篩理想，其原因可能是13X分子篩的孔徑比NAY分子篩大，Ce3?離子可以比較輕松的進入13X分子篩孔道；兩種類