介质阻挡放电结合TiO_2/活性碳纤维降解咖啡因

实验研究了在大气压力和室温条件下,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体技术结合二氧化钛/活性碳纤维催化剂(TiO_2/ACFs)去除水溶液中的咖啡因。采用溶胶-凝胶法制备得到了TiO_2/ACFs复合催化剂,扫描电镜(SEM)表征显示,二氧化钛在活性碳纤维表面均匀分布。研究表明,当咖啡因的初始浓度为10 mg L~(-1)时,相比较与单独DBD等离子体系,在输入功率40-90 W的范围内,复合催化剂的加入使咖啡因的的去除率提高了12-34%,能量效率提高0.06-0.11 g·k W~(-1)·h~(-1),矿化率提高7-14%。自由基淬灭实验证明氧气和羟基自由基在咖啡因的降解过程中起到主要作用。产物分析表明咖啡因在等离子体协同TiO_2/活性炭纤维复合体系下的降解途径主要为嘌呤环上的羟基化和开环反应。     

空气中甲醛的吸附氧化研究

以ZnCO_3、MgO、MnO_2、TiO_2为原料,利用共混合法制备两种柱状催化剂(Zn/Mn/Ti型,Zn/Mn/Mg型)。研究了两种催化剂在空气模拟系统中对甲醛的吸收氧化效果,并与60%TiO_2/Al_2O_3成品催化剂相对比。结果表明,Zn/Mn/Ti型催化剂对甲醛的净化效果最好,适用于空气中高浓度的甲醛净化。     

Mn-Ce/TiO2催化剂载体掺杂非矿材料改性对其脱硝活性的影响

以Mn为活性组分,Ce为活性助剂,选取非金属矿物材料(硅藻土、海泡石)部分替代锐钛矿型TiO_2载体,采用分布共混法制备了Mn-Ce/TiO_2-X低温SCR催化剂,系统分析了硅藻土和海泡石部分取代锐钛型TiO_2载体后对Mn基催化剂低温脱硝活性的影响,运用BET、SEM、XRD等测试手段对催化剂进行表征。研究分析表明:锐钛矿型TiO_2载体经非矿材料部分取代后,Mn-Ce/TiO_2-X催化剂的比表面积、孔结构参数以及表面孔结构形貌均得到改善和提高;Mn-Ce/TiO_2-硅藻土和Mn-Ce/TiO_2-海泡石催化剂中TiO_2的结晶度均有不同程度降低。6%硅藻土和6%海泡石替代部分TiO_2载体后,Mn-Ce催化剂的脱硝活性得到不同程度的提高,反应温度在90～180℃时,以上3种方式制备的催化剂SCR脱硝活性顺序为Mn-Ce/TiO_2-硅藻土>Mn-Ce/TiO_2-海泡石>Mn-Ce/TiO_2。     

负载型纳米金催化剂对室内空气中甲醛的去除

采用沉积-沉淀法(deposition precipitation,简称DP法)和共沉淀法(coprecipitation,简称 CP法)制备了负载型纳米金催化荆Au/Fe2O3,催化剂中金含量(质量分数)小于1%.并以甲醛完全氧化反应作为研究的目标反应.这个反应可以有效地去除室内空气中的有害成分甲醛.通过催化活性的测试和XRD、TEM、TPR等技术对催化剂进行了表征.结果表明,两种方法制备的催化剂有各自的优势和特点,其中DP法制备的催化剂金含量(质量分数)只有0.67%的情况下,经过条件优化,甲醛完全转化温度为80℃,是一个较好的结果;而CP法制备的样品有较好的抗热性,可能有利于催化剂的使用寿命.因此,本工作为该类催化剂实用化提供了有价值的信息和依据.     

介质阻挡等离子体放电与催化联用技术分解苯

采用介质阻挡等离子体放电与催化剂MnO₂联用技术对苯去除进行了研究.结果表明,加入MnO₂可充分利用O₂和产生于介质阻挡等离子放电区的O₃,能够增加苯氧化分解为CO₂的程度,且苯去除的能量效率是不用催化剂时的2倍.催化剂MnO₂苯去除率有显著影响.当能量密度低于564J/L时,MnO₂离放电区的距离越近,苯的去除效果越好;当能量密度高于1051J/L时,苯的去除效果与MnO₂离放电区的距离有关并有一个最佳值.阐述了苯在等离子体放电区以及MnO₂上的氧化机理.     

一种低温等离子体协同光催化的空气净化装置

工业企业生成的大量废气、废水对我国环境造成了严重污染,缓解方式为采用高效空气净化装置和污水处理装置。该文针对低温等离子体易产生副产物氮氧化物和臭氧,光催化对可见光响应弱、光量子利用效率低的缺点,设计了一种高效能的空气净化装置,以达到减少副产物排放,提高净化能效的目的。通过实验研究了单独低温等离子体、单独光催化及2种技术协同情况下对污染物甲醛去除效果的影响,并对比了三者作用时的降解率。实验结果表明,风管为九宫格形与风管为普通方形相比,有利于提高光催化去除甲醛的效率;2种技术协同后可有效提高污染物甲醛的去除效果,同时减少氮氧化物的排放,提高净化能效,并可将臭氧变废为宝用以工业废水处理。     

负载型TiO_2催化臭氧化去除腐殖酸的实验研究

以实验室自制的负载型TiO2为催化剂,研究了其对水中溶解性腐殖酸的催化臭氧化效能。结果表明负载型TiO2对臭氧化去除溶解性腐殖酸有明显的催化作用,反应25min,对腐殖酸的去除率可达到86.8%,较单独臭氧化提高了28.8%;通过Na2CO3对催化反应的影响间接推断TiO2催化臭氧化反应遵循自由基反应的原理;实验最佳条件为:催化剂涂膜层数6层、焙烧温度700℃、溶液pH=10、放电电流0.4A、反应溶液初始浓度10mg/L;催化剂重复使用8次后,其催化活性变化较小,溶液中无钛离子溶出。     

ACF负载催化剂制备对烟气脱硝影响的研究

介绍了采用浸渍法在活性炭纤维(ACF)上负载铜盐制备烟气脱硝催化剂的方法,探索了催化剂制备过程中焙烧温度、催化剂的负载方式、铜盐负离子的种类、催化组分负载量对催化剂催化活性的影响规律,实验结果表明,最佳焙烧温度范围为250～300℃,多次浸渍负载比一次浸渍负载效果要好,采用Cu(NO3)2作为负载铜离子的溶液,催化性能更好。     

TiO2/硅藻土光催化氧化降解甲基橙的研究

使用经过预处理的硅藻土做载体,采用溶胶-凝胶法制备硅藻土负载二氧化钛光催化剂,利用XRD和EDS对其进行表征.通过分析光催化反应的主要影响因素,研究了硅藻土负载二氧化钛光催化剂对甲基橙的催化降解效果.结果表明：负载3次,在550℃焙烧2h,制备出的负载型催化剂催化活性较高,催化剂上的TiO2为锐钛矿结构.当催化剂投加量为lg/L,溶液初始浓度为15 mg/L,pH为3,H2O2为2 mmol/L时,对甲基橙的降解效果达到最佳.     

改性活性炭纤维协同等离子体去除甲醛

采用单因素实验研究了等离子体装置的电源电压、针长度、针板间距等参数对甲醛去除率的影响规律,采用正交实验探讨了KMnO_4质量分数、浸渍时间、浸渍温度、烘干温度等因素对ACF协同等离子体甲醛去除率的影响,得出实验所需等离子体的最佳参数和ACF的最佳改性条件,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等分析改性前后ACF的微观形貌和晶体结构。研究表明:等离子体去除甲醛的最佳参数为:针长度为8 mm,针板间距为8 mm,电源电压为9 kV。改性ACF协同等离子体有利于甲醛的去除,ACF的最佳改性条件为:浸泡时间为50 min、浸泡温度为60℃、w(KMnO_4)为3%、烘干温度为50℃。改性ACF协同等离子体甲醛去除率高达96%。     

硅胶负载TiO_2催化剂的制备与光催化效果

以硫酸钛为前驱体,尿素为沉淀剂,粗孔微球硅胶为载体,采用水热法在160℃下制备硅胶负载TiO_2(TiO_2/硅胶)光催化剂。通过调节TiO_2含量(15%、30%、40%、55%、70%、85%)和水热时间(2,3,4,5,6 h)制备TiO_2/硅胶光催化剂,并考察了材料的晶体结构、比表面积、TiO_2负载量以及光催化降解腐殖酸性能。结果表明:TiO_2理论投加量为70%,水热时间为5 h时,制备所得的TiO_2/硅胶光催化剂具有最优的光催化活性,此时制备的催化剂为锐钛矿型,比表面积为434.829 m~2/g,TiO_2负载量为37.50%。当使用该催化剂投加量为4 g/L、腐殖酸初始浓度为20 mg/L时,腐殖酸降解率最高,为76.5%,降解过程符合一级反应动力学。催化剂经重复4次使用后,仍具有较好的光催化稳定性。     

非热等离子体与催化相结合去除气相低浓度苯系物

利用串齿线-简体构成的等离子体反应器,研究了非热等离子体及其与Pt/Al2O3或Mn/Al2O3催化剂组合作用下的苯系物转化率、COx产率和O3生成情况.结果表明.苯系物转化率排序为对二甲苯＞甲苯＞苯.产生非热等离子体的放电区后接Pt/Al2O3或Mn/Al2O3催化剂可提高苯系物的转化率,并使达到相同转化率所对应的电压降低1～2kV,等离子体与催化剂之间表现出明显的协同效应.非热等离子体放电与Pt/Al2O3或Mn/Al2O3催化剂组合后也有利于苯系物向COx转化及去除放电产生的O3,可使最大COx产率从80%分别提高到86%和100%,而反应器出口的最大O3浓度则从707mg·m-3分别降至339mg·dm-3和39mg·dm-3.经过等离子体反应器、催化剂以及两者组合方式的优化,等离子体放电协同Mn/Al2O3催化剂工艺有望成为处理气相低浓度有机物的实用方法.     

沸石负载介孔TiO_2的制备及其可见光催化性能研究

以人工沸石为载体,采用溶胶-凝胶法,制备出了沸石负载介孔改性TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了不同掺杂金属及介孔薄膜制备方法对纳米TiO2可见光催化性能的影响。用扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等手段研究了掺杂改性前后TiO2的变化。研究发现,N-Fe掺杂可使催化剂的光吸收谱带红移。当掺杂Fe的比为0.2%,焙烧温度为500℃时制备的TiO2效果最好,在可见光照射2 h后,亚甲基蓝的去除率可达90%。研究表明经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂修饰后的TiO2催化效果有明显提高,通过将经过萃取去除模板剂的共掺TiO2和直接高温焙烧的TiO2对比后发现,前者比后者降解亚甲基蓝的效果要好,原因在于,高温直接焙烧去除模板剂很容易使模板剂形成的骨架塌陷,减小了比表面积,从而影响了其光催化性能。     

Au负载OMS-2催化剂的制备及其低温催化氧化性能

通过前掺杂法(QI),浸渍法(IM)和沉积-沉淀法(DP)3种方法制备了Au负载氧化锰八面体分子筛(OMS-2)Au/OMS-2催化剂,研究了制备方法和制备条件对其催化氧化CO活性的影响.采用X射线衍射(XRD)和BET比表面积测定等技术对所制样品进行表征.结果表明,沉积-沉淀法制备的Au/OMS-2-DP催化剂活性明显高于前掺杂法和浸渍法制备的催化剂,这与Au/OMS-2-DP催化剂比表面积较大和负载Au颗粒较小有关.制备条件(沉淀剂种类、制备溶液pH、Au负载量和催化剂焙烧温度)明显影响Au/OMS-2-DP催化剂的催化活性.对于各种不同的沉淀剂,以KOH为沉淀剂制备的催化剂活性最高,这可能与其无钝化作用,而且形成的Au颗粒较小有关;制备溶液的为最佳,当pH值过高或过低容易导致Au颗粒的聚集和Au沉淀量较少;XRD结果表明,当Au负载量为5wt%催化剂和催化剂焙烧为300℃时,所制备的催化剂颗粒最小,所得的催化剂活性最高.最佳条件制备的Au/OMS-2-DP催化剂活性较好,CO完全转化(100%)的温度为67℃.     

负载型Gd掺杂TiO_2光催化剂的制备及其应用

该文采用溶胶-凝胶法制备了Gd掺杂的TiO_2,并将其负载在磁性材料NiFe_2O_4负载的复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,研究了其在紫外光下对聚丙烯酰胺(PAM)的降粘性能,探讨了催化剂用量、光照时间、溶液pH等因素对PAM降粘效果的影响。实验结果表明:在光照时间为30 min、催化剂加量为0.5 g/L、pH=6~7的条件下,该催化剂展现了良好的光催化降解能力。由于具有磁性,该负载型催化剂易于回收利用,具有良好的重复性能。     

金催化剂在活性碳上负载活性的研究

探索了以活性炭为载体制备负载型金催化剂的可行性。大量实验表明,将金直接负载在活性炭上,不能够得到具有很好催化活性的催化剂。而以MOx/C作为复合载体能够制备得到具有较高催化活性的金催化剂。进一步探讨了焙烧条件,以及不同载体材料对金催化剂活性的影响。     

微波辐照下碳化硅与沸石负载氧化铜催化剂协同去除甲苯的实验研究

实验采用浸渍法制备沸石负载氧化铜催化剂,对催化剂的表面形貌进行了表征分析,考察了催化剂在微波场中的升温曲线和对甲苯的吸附能力.催化剂与吸波材料碳化硅混合后装入石英管内组成固定床反应器,考察了微波辐照下碳化硅与催化剂协同氧化甲苯废气的降解效果.研究表明,氧化铜在沸石表面分布比较均匀;催化剂对甲苯的吸附为单层吸附,吸附量为...     

中性pH条件下Fe/Cu/沸石催化非均相Fenton降解水中苯并三唑

采用溶胶-凝胶法制备Fe/Cu/沸石非均相Fenton催化剂,并利用XPS和SEM等技术进行了表征;优化了中性pH下催化降解水中苯并三唑的反应条件,并考察了材料的重复使用性能;讨论了催化氧化降解BTA的机理。结果表明,催化剂中Fe、Cu纳米粒子呈颗粒状均匀分布于沸石颗粒表面,主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄和CuO。在中性pH条件下,苯并三唑降解的最佳条件为:H₂O₂浓度0.08 mol/L,催化剂用量0.41 g/L,反应时间43.6 min,且该催化剂稳定性最佳。催化降解过程中,Fe和Cu协同参与Fenton反应产生·OH,实现了污染物的高效去除。     

纳米TiO2对气相中甲醛光催化降解的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂金属离子的纳米TiO₂光催化剂,运用透射电镜和X射线衍射手段对催化剂的结构进行了表征,并将制备的光催化剂负载于不锈钢丝网、玻璃弹簧和泡沫镍板3种不同载体上,以室内空气典型污染物甲醛气体为模型反应物,研究了3种不同改性纳米TiO₂光催化剂对甲醛气体的光催化作用,3种光催化反应器的催化效率以及环境因素对光催化效率的影响,同时考察了催化剂的失活特征.结果表明:该负载型纳米TiO₂光催化剂具有较高的光催化活性,其中掺镧1.5%(质量分数)的TiO₂对甲醛的降解率最高,60 min达到91.5%,大于掺铁和掺银;泡沫镍板作为负载载体的光催化效率大于玻璃弹簧和不锈钢丝网;循环风量和不同波长紫外光对该光催化反应影响不大,反应中催化剂存在失活现象,但在清洁后能够恢复.      

脉冲电晕放电等离子体去除污染土壤热脱附尾气中的DDTs

为探索新型产业化应用热脱附尾气处理技术,采用脉冲电晕放电等离子体技术对含DDTs的热脱附尾气进行处理,考察了工艺参数如脉冲电压、脉冲频率、ρ（DDTs）和停留时间对DDTs处理效果的影响,分析了DDTs经低温等离子体处理后的分解产物.结果表明,DDTs的去除率随脉冲电压的升高、脉冲频率的增大和停留时间的延长而增加,随进气中ρ（DDTs）的升高而降低,但去除量随进气中ρ（DDTs）的升高而增大.进气中的ρ（DDTs）为30.0 mg/m3,停留时间为10 s,脉冲电压为30.0 kV,脉冲频率为50 Hz时,DDTs的去除率为82.5%.低温等离子体处理后,尾气中的ρ（p,p'-DDT）、ρ（o,p'-DDT）和ρ（p,p'-DDD）降低,ρ（p,p'-DDE）反而升高,另有微量的二苯甲烷、二苯甲醇、4,4'-二氯二苯甲烷、2,4'-二氯苯甲酮和1,1-双（对氯苯）-2-氯乙烯等分解产物被检出.研究显示,脉冲放电等离子体技术具有去除效率高等特点,可有效去除含DDTs的热脱附尾气.