鈰改性分子篩的制備及對(duì)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(duì)溫度的感覺(jué)和熱舒適性，而且對(duì)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?yàn)榉肿雍Y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(chǎng)所。分子篩的脫附溫度比較高，脫附能耗比較大，在運(yùn)用分子篩作為除濕材料時(shí)會(huì)帶來(lái)較大的能源耗費(fèi)，此外，除濕本身就是一項(xiàng)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(duì)全社會(huì)

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(duì)13X、NAY兩種分子篩進(jìn)行改性，采用靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)考察了改性分子篩制備過(guò)程中活化溫度、浸漬時(shí)間、浸漬濃度、浸漬液pH、浸漬溫度等制備條件對(duì)分子篩吸附性能的影響，以求優(yōu)化制備條件，實(shí)驗(yàn)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(cè)

3、定了13X、NAY兩種類(lèi)型分子篩的吸附等溫線(xiàn)，并各自采用一條吸附等溫線(xiàn)計(jì)算了吸附熱，結(jié)果表明兩種分子篩的吸附等溫線(xiàn)均屬于langmuir型，改性后分子篩的吸附熱減小，吸附作用減弱。
　　運(yùn)用X射線(xiàn)衍射（XRD）、傅里葉紅外光譜（FTIR）對(duì)分子篩進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，XRD分析表明，改性后13X、NAY兩種類(lèi)型分子篩的衍射峰強(qiáng)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(méi)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(shuō)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(méi)有發(fā)生根本性的改變。
　　通過(guò)熱重(TG)分析來(lái)評(píng)價(jià)分子篩吸附劑的脫附性能，采用唐萬(wàn)軍法求算水蒸氣在分子篩上脫附的活化能，采用主曲線(xiàn)法判定可表征水蒸氣在分子篩上脫附的最概然機(jī)理函數(shù)，并求算了指前因子，從而完成了對(duì)脫附反應(yīng)“動(dòng)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(dòng)力學(xué)過(guò)程的最概然機(jī)理函數(shù)是Z-L-T三維擴(kuò)散動(dòng)

5、力學(xué)機(jī)理函數(shù)。
　　將制備的吸附劑運(yùn)用在分級(jí)再生轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)中，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行性能計(jì)算。計(jì)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(duì)13X、NAY兩種類(lèi)型分子篩的改性研究中發(fā)現(xiàn)，NAY分子篩的改性效果沒(méi)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(jìn)入13X分子篩孔道；兩種類(lèi)