丙胺类离子液体的合成及其脱硫性能

以廉价的正丙胺及苯酚、乳酸、四氮唑乙酸为原料,采用一步法合成了3种丙胺类离子液体(丙胺乳酸盐([PA]L)、丙胺苯酚盐([PA][PHE])、丙胺四氮唑乙酸盐([PA][TAA]),并将其用于SO_2的吸收。测定了3种离子液体的主要理化指标,系统考察了其脱硫性能,并对SO_2的吸收机理进行了探讨。实验结果表明:3种离子液体均具有较高的热稳定性;25℃下,[PA][TAA]的密度和表面张力均较高,而[PA][PHE]的黏度远小于[PA]L和[PA][TAA],仅为66 mPa·s;3种离子液体的脱硫能力均较高,且吸收速率快,30℃下吸收平衡时SO_2与[PA][PHE],[PA]L,[PA][TAA]的摩尔比分别为0.570,0.806,0.904;3种离子液体的解吸较容易,对SO_2的吸收具有高选择性,且循环使用性能较好;丙胺类离子液体对SO_2同时存在物理吸收和化学吸收作用。     

二壬基萘磺酸反胶团萃取模拟废水中的铅

以二壬基萘磺酸（DNNSA）反胶团煤油溶液萃取模拟含铅废水中的铅。在萃取前水相中铅离子浓度为3×10-4 mol/L、DNNSA浓度为0.010 mol/L、油水比为1∶20、模拟含铅废水pH为6、萃取温度为303 K、萃取时间为40 min的条件下，萃取后水相中铅离子浓度为0.845×10-4 mol/L，有机相中铅离子浓度为4.517×10-3 mol/L，铅萃取率为71.83%。DNNSA反胶团萃取铅离子萃取容量为1 188.62 mg/g，热力学焓变为2.595 kJ/mol。     

离子液体萃取法回收废水中的醋酸丁酯

利用离子液体1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐萃取模拟废水中的醋酸丁酯。萃取液经减压蒸馏回收醋酸丁酯，离子液体也得到再生。实验结果表明:萃取率随废水与离子液体体积之比(相比)的增加而减小，随萃取时间的延长而增大，随萃取温度的升高而增大;在相比为6∶1、萃取时间为40min、萃取温度为50℃的条件下，萃取率达98.98%，醋酸丁酯纯度达99.8%;回收后离子液体可重复使用且萃取率基本不变。     

硅胶固载胍盐离子液体脱硫材料的制备及其SO2吸附性能

采用一步法分别合成了1,1,3,3-四甲基胍辛二酸盐离子液体([TMG][SUB])和1,1,3,3-四甲基胍聚乙二醇二羧酸盐离子液体([TMG][PBE]),并采用浸渍法将其分别固载到硅胶上,制备了2种硅胶固载胍盐离子液体脱硫材料(固载材料)。对离子液体和固载材料进行了表征,并考察了固载材料对SO2的吸附性能和再生性能。实验结果表明:固载材料对SO2的吸附发挥了离子液体和硅胶的协同作用,离子液体结构中的醚基基团可促进固载材料对SO2的吸附;在固载比为0.2∶1时,所制备的固载材料[TMG][PBE]-SiO2的SO2饱和吸附量为1.22 g/g(以离子液体计,下同),[TMG][SUB]-SiO2的SO2饱和吸附量为1.01 g/g,均大于纯离子液体,且[TMG][PBE]-SiO2的再生性能更好。     

高硫石油焦的脱硫研究

采用湿化学氧化和高温煅烧相结合的方法对含硫量6.28%(w)的石油焦进行二段脱硫处理,并利用FTIR、SEM和XRD技术对脱硫机理进行了探讨。实验结果表明:氧化工段的优化条件为硝酸与30%(w)双氧水的体积比1∶2、氧化时间10 h、氧化温度80℃、液固比35 m L/g、石油焦粒径106μm以下,优化条件下的氧化脱硫率为26.91%;煅烧工段的优化条件为1 280℃下煅烧6 h,优化条件下的煅烧脱硫率为79.43%,总脱硫率为83.95%。表征结果显示:经处理后石油焦中的黄铁矿类无机硫以及硫醇类和大部分噻吩类有机硫得到有效脱除,剩余噻吩硫转变为更稳定的形式;处理后的石油焦微观形貌轮廓变得清晰和圆润;处理前后石油焦的石墨雏晶结构基本未发生变化。     

添加剂对烟气脱硫的强化作用

采用鼓泡式烟气脱硫反应装置,研究了己二酸、硫酸镁、无机盐A和无机盐B等4种添加剂的脱硫强化作用。实验结果表明:4种添加剂均能较明显地提高脱硫浆液的脱硫率,且添加无机盐A和无机盐B的脱硫效果更好;随着添加剂加入量的增加,脱硫率逐渐提高,综合考虑,本实验适宜的添加剂加入量为1.0 g/L。现场实际应用中加入质量比为1∶1的无机盐A和无机盐B作为复合添加剂,在使用2台循环泵、烟气流量约1 020 km3/h、初始SO2质量浓度由2 981 mg/Nm3增加至约3 843 mg/Nm3的条件下,脱硫率仍由81.79%提高到89.92%。     

离子液体对废旧印刷线路板中铜、锌、铅的浸出规律

以离子液体1-丁基磺酸-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐([BSO_3HMIm]OTf)为浸出剂,初步研究了WPCBs浸铜过程中锌和铅浸出率的影响因素。实验结果表明:铜、锌的浸出率随着WPCBs粒径的减小、H_2O_2溶液加入量的增大而增大,铜的浸出率随浸出温度的升高先增大后减小,锌的浸出率受浸出温度影响不大;铅的浸出率受5种因素影响不大,且总体处于较低水平。在WPCBs粒径为0.100~0.250 mm、离子液体加入量为60.0%(φ)、H_2O_2溶液加入量为7.5%(φ)、固液比为1∶15、浸出温度为50℃的条件下,铜、锌、铅的浸出率分别为99.84%,93.25%,22.46%。     

萃取法分离回收不锈钢酸洗污泥硫酸浸出液中的重金属

采用非皂化P204和皂化P204萃取剂对不锈钢酸洗污泥的硫酸浸出液进行萃取。在浸出液pH为0.80、非皂化P204体积分数为25%、萃取剂与浸出液体积比为1∶2、萃取时间为5 min的条件下,Fe~(3+)萃取率达99.64%,Cr~(3+)和Ni~(2+)萃取率为3.98%和6.99%,一次萃余液pH为0.64。采用皂化P204对除Fe~(3+)后的一次萃余液进行萃取,在P204体积分数为25%、萃取剂与浸出液体积比为1∶2、萃取剂皂化率为60%、一次萃余液pH为1.50、萃取时间为5 min的条件下,Ni~(2+)萃取率为93.12%,Cr~(3+)萃取率为20.69%,二次萃余液pH为2.63。     

Alamine336对低浓度模拟含硝酸废水的萃取分离

以模拟低浓度含硝酸废水为研究对象,以煤油为稀释剂,考察了工艺条件对硝酸萃取和反萃效果的影响,并对萃取机理进行了探讨。实验结果表明：以10.0%（φ）Alamine336为萃取剂,在有机相与水相的体积比为1∶2、萃取温度为298 K的条件下,对初始硝酸质量浓度为2.00 g/L的含硝酸废水进行两级逆流萃取操作后,理论上水相硝酸质量浓度低于15 mg/L,达到GB 8987—1996中的一级标准;以0.05 mol/L氢氧化钠溶液为反萃剂,在有机相与水相的体积比为1∶2、反萃温度为298 K的条件下,对硝酸负载量为1.50 g/L的有机相进行两级反萃后,理论上有机相硝酸残余量小于0.005 g/L。机理研究表明Alamine336通过与硝酸形成离子对络合物来萃取硝酸。     

气相置换合成Zn-Cu-BTC及其吸附脱硫性能

采用气相置换法制备了Zn-Cu-BTC双金属有机骨架化合物,运用XRD,SEM-EDS,BET等技术对材料进行了分析表征,并以二苯并噻吩-正辛烷为模拟油（硫含量450 μg/g）,通过吸附脱除二苯并噻吩评价了材料的吸附脱硫性能。表征结果显示,Zn的引入改变了Cu-BTC特有的八面体结构。实验结果表明：在模拟油与吸附剂的质量比100∶1、吸附温度30 ℃的条件下,吸附90 min后Zn-Cu-BTC对硫的吸附达到平衡,吸附量可达38.8 mg/g,脱硫率为94.20%,而Cu-BTC吸附120 min后达到平衡,吸附量仅为26.6 mg/g;Langmuir等温吸附模型可有效描述Zn-Cu-BTC对硫的吸附过程。     

新型热电厂烟气脱硫剂的制备及中试试验

采用乙醇胺、乳酸及乙醇合成了乙醇胺乳酸盐,并将其与水复配制得含水量为15%的乙醇胺乳酸盐离子液体脱硫剂(ELIL脱硫剂),探讨了中试脱硫试验过程中脱硫剂的SO_2吸收性能及重复使用性能。试验结果表明:在长达72 h的吸收过程中,该脱硫剂的硫容(以SO_2计)与吸收时间呈一次函数关系;在硫容达到3.0%左右时,ELIL脱硫剂的黏度达到最大值;以w(SO_2)为0.69%的模拟烟道气连续中试运转72 h,尾气中的SO_2质量浓度远小于50 mg/cm~3,达到GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》的要求;使用5次后,ELIL脱硫剂的饱和硫容基本稳定在4.6%,重复使用性良好;随着重复使用次数的增加,SO_4~(2-)积累量逐次增加,可通过加入Ca(OH)_2除去SO_4~(2-),提高ELIL脱硫剂的脱硫性能。     

锰渣脱硫制硫酸锰技术在电解锰行业的应用

介绍了某电解锰企业锰渣煅烧含高浓度SO₂烟气的资源化处理路线,阐述了氧化锰矿浆烟气脱硫制MnSO₄技术的工艺设计。该烟气脱硫制MnSO₄装置运行稳定,尾气中SO₂质量浓度为32.1~51.9 mg/m³,达到排放设计要求,脱硫装置产生的MnSO₄浆液中Mn²⁺质量浓度为(40±1)g/L,连二硫酸锰质量浓度小于5 g/L,满足电解锰生产要求。     

纳米FeVO_4的制备及其可见光下降解甲苯的性能

以Fe(NO3)3或FeCl3作为铁源,采用水热法制备了纳米FeVO4光催化剂,通过XRD、SEM、DRS等手段表征了所合成FeVO4的物相、表面形貌及光学性质,研究了其可见光下光催化降解甲苯的性能。表征结果显示:FeVO4平均晶粒尺寸约为75 nm,为棒状;FeVO4在可见光区域(λ400 nm)表现出较高的吸光性,其吸光区域可红移至约600 nm;以FeCl3为铁源,水热反应3 h制备的FeVO4的禁带宽度为2.1 e V;以Fe(NO3)3为铁源制备的FeVO4的比表面积(74.70 m2/g)大于以FeCl3为铁源制备的FeVO4的比表面积(67.72 m2/g)。在初始甲苯质量浓度为494 mg/L、FeVO4为光催化剂、反应4 h的条件下,甲苯降解率达62%。甲苯降解最终产物为CO2和H2O。     

ZnFe_2O_4/AC脱硫剂再生方法的比较

采用水洗再生、N_2及N_2+NH_3气氛下的热再生以及微波辐射再生的方式对饱和ZnFe_2O_4/活性炭(AC)脱硫剂进行再生,并通过SEM,XRD,TG等技术进行表征。实验结果表明:水洗温度为90℃时,第一次水洗后ZnFe_2O_4/AC脱硫剂对SO_2的吸附容量(硫容)为122.0 mg/g;N_2氛围下热再生的最佳温度为500℃,ZnFe_2O_4/AC脱硫剂的硫容可达97.2 mg/g;N_2+NH_3氛围下热再生的最佳温度为400℃,ZnFe_2O_4/AC脱硫剂的硫容达到101.2 mg/g;当微波功率为100 W时,ZnFe_2O_4/AC脱硫剂的硫容为87.2 mg/g。对比三种再生方式,一次水洗再生具有更好的再生效果。     

离子液体辅助合成Nd掺杂TiO_2的可见光催化性能

在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼([C4MIM]BF4)的辅助下,采用溶胶-凝胶法制备了Nd掺杂Ti O2光催化剂(Nd-Ti O2(IL))。实验结果表明:在加入[C4MIM]BF4、n(Nd)∶n(Ti O2)=2.5%的条件下制得的Nd-Ti O2(IL)(记作2.5%Nd-Ti O2(IL))的光催化性能最好;在初始亚甲基蓝质量浓度10 mg/L、2.5%Nd-Ti O2(IL)加入量1 g/L的条件下,光催化反应180 min,亚甲基蓝降解率为84%,2.5%Nd-Ti O2(IL)光催化降解亚甲基蓝的表观速率常数为0.010 9 min-1。表征结果显示:Nd的掺杂抑制了Ti O2晶粒长大,增大了Ti O2的比表面积,2.5%Nd-Ti O2(IL)的比表面积为80.77 m2/g;[C4MIM]BF4的加入提高了Ti O2的晶化度;Nd以Nd3+的形式,通过晶格取代方式进入Ti O2晶格。     

硅胶固载季鏻离子液体对CO_2的吸附

采用嫁接法制备了硅胶固载季鏻双三氟甲烷磺酰亚胺盐离子液体,并将其用于对CO2的吸附,考察了吸附剂的吸附等温线及循环使用性,并运用均相表面扩散模型(HSDM)研究了吸附动力学。采用FTIR和TG等技术对试样进行了表征。表征结果显示:离子液体已成功固载到硅胶上;煅烧活化硅胶对季鏻离子液体(C-Si O2-P4T)的固载量为5.39%(w);固载试样基本保持了硅胶的孔道特征。实验结果表明:C-Si O2-P4T具有较高的CO2平衡吸附量,且能显著提高CO2/N2吸附选择性,循环使用6次仍保持良好的吸附能力;HSDM可较好地拟合CO2在C-Si O2-P4T内的扩散行为,40℃下的扩散系数在10-7 m2/s数量级,与硅胶同级,优于纯季鏻离子液体。     

抗坏血酸和铁系还原剂修复铬污染土壤

通过投加抗坏血酸(C₆H₈O₆)或铁系还原剂(FeCl₂,(NH₄)₂Fe(SO₄)₂,FeS)对重庆某化工厂的Cr污染土壤进行修复。除FeS外,其余3种还原剂对土壤中Cr(Ⅵ)的还原率均达80%以上,稳定效率均超73%,且投加量为理论值3倍和4倍时的效果相差不大。C₆H₈O₆相比于铁系还原剂表现出更好的长期稳定性,4~30 d的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中Cr(Ⅵ)的浸出限值(1.5 mg/L)。投加3倍理论值C₆H₈O₆的土壤在30 d时的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度仅为0.83 mg/L,稳定效率高达98.3%。除FeS外,其余3种还原剂均显著增加了土壤中Cr的残渣态占比。FeCl₂和(NH₄)₂Fe(SO₄)₂会导致土壤pH降低。4种还原剂均未对土壤晶体结构产生明显影响。