水碳比变化对汽油氧化重整制氢影响的研究

本文用正辛烷代替汽油从理论和实验两方面研究了水碳比变化对汽油氧化重整制氢反应的影响。理论研究表明 ,在绝热反应条件下 ,对应确定的反应温度存在一个最佳的氧油比及水碳比 ;实验研究表明 ,在非绝热反应体系中 ,在一定的氧油比及反应温度条件下 ,反应体系的转化率及生成氢的选择性均随水碳比的增加而增加 ,为实现燃料电池汽油制氢自热反应 ,反应体系应在一定水碳比条件下进行 ,实验条件下最佳的水碳比范围是 1.5— 2 .5之间。     

MIL-101前体制备多孔铁碳材料构建高效异相电芬顿体系

通过水热法合成MIL-101(Fe)材料,并在N2氛围中进行高温碳化制备多孔铁碳(N-MIL-FeC)电极材料,探究其电催化氧还原性能及阴极电芬顿降解模拟染料废水性能。将制备的N-MIL-FeC材料进行电催化氧还原反应(ORR)性能测试,结果表明,Fe/H_2BDC摩尔比为2∶1,碳化温度为900℃,N-MIL-FeC材料CV扫描所得图形峰电位最小且峰电流最高,具有最优的ORR催化活性。在此基础上,将最佳条件下制得的N-MIL-FeC负载在碳纸上制成催化阴极应用于电芬顿反应催化降解模拟染料废水RhB。在催化剂负载量为1.5 mg·cm~(-2),pH为7条件下,浓度10 mg·L~(-1)的RhB溶液经过70 min降解率达到99%以上。通过淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)测试证明羟基自由基(·OH)是参与催化降解反应的主要活性中间体。以MIL-101(Fe)为前驱体制备的多孔铁碳材料性能较好,有一定的应用前景。     

水泥分解炉掺烧干污泥对NO_x排放的影响

针对水泥窑炉NOx排放问题,提出了在分解炉上采用掺烧干污泥对烟气进行脱硝的方法。通过在水泥分解炉进行实验,研究了掺烧干污泥对NOx的影响。实验表明,在保持CO浓度和含氧量在一定范围内相对不变的条件下,NOx浓度随着干污泥掺烧量增加而减少。在保持干污泥掺烧量、CO浓度在一定范围内相对不变的情况下,NOx排放浓度随着含氧量的增加而增加,表明在富氧环境下,NOx比较容易生成。在保持干污泥掺烧量、含氧量不变的情况下,NOx排放浓度随着CO浓度的增加而减少,说明在高温环境下,干污泥暴露在烟气中的碳不断与氧反应,加快了干污泥活性炭化的进程,并促使NOx不断被吸附。同时,NOx生成所需的氧被碳原子掠夺,从而使CO浓度增加,并抑制了NOx的生成。     

稻草的水热碳化研究

利用水热碳化技术,在1 000 mL的反应釜中,考察了反应温度和停留时间对于稻草水热碳化的影响。结果表明,稻草碳化得到的气相产物主要为CO2、液相产物主要为乙酸和葡萄糖。随着反应温度和停留时间的提高,CO2、乙酸的产率以及生物炭(固相产物)的能量密度呈上升趋势,而生物炭的产率则呈现相反的趋势。在低温条件下(200℃左右),可获得较高葡萄糖产率。生物炭的吸水性实验表明,在反应温度为260℃,停留时间为1 h的条件下,生物炭的产率达到稳定。扫描电镜分析结果说明,经过碳化后的稻草整体呈现碎片状态,并伴有大量蜂窝状结构。     

石墨烯/碳化钴钼复合材料作为微生物燃料电池阴极催化剂的研究

用改良Hummers法和碳热还原法分别制备了石墨烯和碳化钴钼。用透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了材料的形貌和结构。用循环伏安(CV)表征了其氧还原(ORR)催化性能,结果表明,复合材料的氧还原峰电流和起峰电位均大大优于单一材料。旋转圆盘电极(RDE)实验表明复合材料的氧还原反应为高效的四电子转移过程。含有6 mg·cm~(-2)石墨烯/碳化钴钼复合材料作为阴极催化剂的微生物燃料电池(MFCs)最大功率密度为418 mW·m~(-2),达到商业铂碳的68.3%。因此,廉价的石墨烯/碳化钴钼复合材料作为MFCs阴极氧还原催化剂具有巨大的应用潜力。     

生物淋滤-Fenton对印染污泥脱水性能的影响

采用嗜酸性硫杆菌生物淋滤联合Fenton氧化法对印染污泥脱水性能进行了研究。结果表明，生物淋滤过程中pH下降速率随着硫粉添加量增加而变快，经生物淋滤处理后污泥的脱水性能在一定程度上得到了改善。对生物淋滤后的污泥进行了Fenton氧化处理，获得的最佳反应条件为反应时间2h，H2O2和Fe2＋添加量分别为6g／L和0．5g／L。在该条件下，污泥上清液中总有机碳（TOC）由20．8mg／L增加到356．6mg／L；污泥比阻（SRF）和滤饼含水率分别由5．98×10^11s2／g和88．75％减少至1．26×10^11 S2／g和82．85％。生物淋滤-Fenton氧化法在污泥破解程度和脱水性能改善方面均优于单独Fenton氧化法。     

新型高效氧化偶合絮凝剂COF-I的研制及其应用研究

以硫酸铝为主要原料，经过化学改性后，制得兼具氧化和絮凝为一体的新型、高效水处理药剂COF-I，并设计正交实验找出了药剂最佳组合配方，且对微污染水源水、城市污水及印染废水进行了强化处理试验研究。结果表明，最佳配方为复合比1：1、添加剂含量12．5％、稳定剂含量0．3％、氧化成分含量10％，在最佳配方和最佳工艺条件下，复合药剂COF-I对微污染水源水、城市污水及印染废水均具有良好的处理效果。     

类Fenton反应对偶氮染料橙黄Ⅱ的脱色研究

以橙黄Ⅱ染料溶液为研究对象，通过正交实验确定了Fe-NTA／H2O2构成的类Fenton反应中各影响因子的最佳操作条件为：[H2O2]=20mmol／L，[Fe-NTA]=2．5mmol／L．pH=3。同时考察了反应时间、溶液pH值、H2O2浓度、Fe-NTA浓度对脱色效率的影响。实验表明脱色反应在30min内基本完成，类Fenton试剂能在较宽的pH范围内保持较好的脱色效果，而且在pH=6时，类Fenton试剂比传统Fenton试剂的脱色效率提高约75％。增加双氧水浓度可以提高橙黄Ⅱ溶液脱色率，但超过20mmol／L后效果提高不明显。在0．5～2．5mmol／L的范围内，Fe—NTA浓度对脱色效果的影响不显著。     

铝业碱性赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺研究

研究探讨了碱性废弃物赤泥的常压悬浮碳化法脱碱绿色环保新工艺。详细研究考察了反应温度、反应时间、液固比以及CO₂通气量4个因素对赤泥脱碱效能的影响，确定了最佳工艺参数和技术条件。研究表明，在温控60℃，反应时间1.5 h，液固比为10，CO₂通气量为0.8 L/min的反应条件下，赤泥脱碱率（以Na₂O计）达到85%以上，同时得到含3%～5%碳酸盐的碱性溶液。与传统生石灰脱碱工艺相比，悬浮碳化法具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高，无废弃物排放等优点，并可实现双废物(CO₂废气和赤泥废弃物)的可持续综合利用。     

以汽油为底物好氧共代谢三氯乙烯

三氯乙烯(trichloroethylene,TCE)是土壤和地下水中广泛存在的有机污染物,好氧生物降解因可将污染物彻底转化成无毒的终产物,一直受到广泛关注,但是TCE好氧降解需要共代谢底物。首次提出以汽油为底物,选取真养产碱杆菌作为活性降解菌株,对地下水中三氯乙烯的好氧共代谢降解进行了初步研究。分别优化了共代谢底物、底物与TCE浓度比、培养基、pH值、盐度、溶解氧等条件,确定了最佳降解条件。当水中TCE的浓度为1 mg/L时,通过对体系预曝氧气,调节汽油浓度为10 mg/L,pH值为5,降解24 h,TCE的降解率可达66.8%。为修复同时被汽油和TCE污染的场地提供了一个新的研究方向。     

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究

工业溶剂三氯乙烯(TCE)是地下水污染物中发现的最普遍的氯代化合物。本研究的目的是评价以葡萄糖为初始基质时好氧条件下TCE生物降解的可行性，以及以TCE为单一基质时的生物降解情况。微生物培养是在好氧条件下以驯化好的活性污泥作为接种体。实验结果表明，在25℃时，葡萄糖可以在好氧条件下作为共代谢基质使TCE发生生物降解，其一级反应速率常数为0．3212d^-1，半衰期为2．16d；TCE可以作为单一基质发生好氧生物转化，其一级反应速率常数为0．2624d^-1，半衰期为2．64d；降解过程中无二氯乙烯(DCE)和氯乙烯(VC)等中间产物的形成；表明葡萄糖共代谢降解TCE的速率大于TCE作为单一基质的降解速率。     

铁碳微电解-Fenton法预处理苯胺基乙腈生产废水

采用铁碳微电解-Fenton法对苯胺基乙腈生产废水进行预处理实验。通过静态实验确定铁碳微电解最佳条件为铁屑投加量300 g/L,Fe/C质量比为2∶3,反应75 min,不需要调节进水pH;Fenton反应最佳条件为铁碳微电解出水pH=4,30%H2O2投加量15 mL/L,在搅拌条件下反应60 min;然后沉淀反应时调节pH为9,混凝沉淀75 min。在上述条件下通过动态实验得到系统连续反应在48 h内废水的COD和苯胺去除率在50%和70%以上,可生化性BOD5/COD也保持在0.3以上,为后续生物处理创造了良好条件。     

催化电解法去除渗滤液中COD、NH3-N的动力学研究

渗滤液的SBR出水中COD、NH3-N的去除实验研究表明，在一定条件下，电解1000mL渗滤液的SBR出水，30min时，NH3-N几乎全部去除，2h时，COD的去除率达93．5％COD、NH3-N的去除反应符合一级反应。其速率常数随电流密度的增大、电极间距的减小而增大。     

金属改性碳脱除PH3和H2S动力学及反应机理研究

为综合利用黄磷尾气中的CO，通过计算平均活化能和测定XPS、TG／DTA和氮吸附特性的方法，研究了Cu2＋和某金属离子M^n＋改性碳脱除PH，和H2S的动力学和反应机理问题。结果表明：H2S在金属改性碳上反应时平均活化能为134．4J／mol为-0．76级反应，PH，在金属改性碳上反应时平均活化能为1247．6J／mol为-0．8级反应；减小改性碳粒径增加流量可以显著提高其脱除PH，和H。S的速率；XPS、TG／DTA和孔径分布分析证明，改性碳净化H2S和PH3是一个催化吸附过程，H2S和PH3首先与氧在改性碳表面进行催化氧化反应，然后生成S和P2O5沉积吸附在改性碳表面。     

低氧条件下同时硝化和反硝化机理初探

采用人工配水 ,对低氧条件下完全混合系统中氮的去除进行了研究。实验结果表明 ,在低氧条件下 (DO为 0 .3～0 .8mg/L )完全混合系统的同时硝化和反硝化具有一定的可行性。在泥龄为 45 d,C/N比为 10∶ 1,F/M为 0 .1g CODCr/(g ML SS·d)条件下 ,总氮的去除率达 66.7%。经分析 ,本实验发生的硝化反应仍然是自养硝化菌的好氧硝化 ,同时硝化和反硝化现象应归因于微环境理论     

铁碳微电解与微生物共作用降解BDE-209

BDE-209是世界上应用最为广泛的溴代阻燃剂之一,同时也是环境介质中普遍存在的一类强亲脂性、高生物累积性的持久性有机污染物。鉴于其生物难降解特性,尝试采用铁碳微电解技术强化其微生物降解。研究中,首先采用单因素实验确定了反应体系的铁粉最佳投加量(0.1 g)及最佳的铁碳比(1∶1),进而探讨了铁碳微电解体系促进BDE-209脱溴的降解机制。铁碳微电解体系处理BDE-209时,体系中p H及ORP值有明显的波动,反应120 h后降解率达53.0%;而铁碳微电解体系与微生物共作用体系中,120 h后BDE-209降解率可达到77.5%,降解产物主要为九溴、八溴以及七溴等低溴代联苯醚。实验结果表明,铁碳微电解与微生物共作用能够有效提高BDE-209的生物降解效率。     

三维多孔碳海绵催化臭氧氧化有机染料

针对目前催化臭氧氧化催化剂效率较低、易损失等缺点,通过高温煅烧制备了三聚氰胺碳海绵,以廉价易得的三聚氰胺泡沫直接碳化制备出柔性碳海绵,探讨其在催化臭氧氧化降解印染废水反应中的应用潜力;采用SEM观察、比表面积测定、傅里叶红外光谱和X-射线光电子能谱对碳化前后泡沫进行了表征,探讨了碳化前后泡沫微观结构的变化与催化降解印染废水性能与机理。结果表明:氮气氛围下高温煅烧获得了兼具微孔/介孔结构的三维碳骨架,为催化反应提供充分暴露的活性位点和高效的传质通道;在催化臭氧氧化染料的过程中,973 K下制备的碳泡沫呈现出最为优异的催化活性,显著高于均相臭氧氧化和常规活性炭催化臭氧氧化;自由基捕获实验表明催化过程由羟基自由基(·OH)所主导,超氧自由基(·O_2~-)则发挥了次要作用;富含多孔结构的碳海绵对于活性自由基的生成起到了积极贡献,从而在实际印染废水处理中具有良好的降解性能。研究为开发低成本的三维碳材料用于催化臭氧降解有机污染废水提供了新思路。     

矿化垃圾除磷特性及其影响因素的研究

主要研究了KH2PO4溶液在矿化垃圾中的吸附性能,静态和动态试验研究表明在静态试验条件下,初始浓度越高,固液比越小,矿化垃圾吸附磷量越多;pH对磷吸附性能具有较大的影响,当pH在8左右时,矿化垃圾吸磷量达到最大吸附量.在动态实验条件下,湿干比减小,配水速率减小,都有利于矿化垃圾除磷率的增加,当初始溶液的磷质量浓度为50 mg/L时,矿化垃圾有最佳除磷率.     

水淬钢渣碳酸化固定CO_2

利用HSC-Chemistry软件平台对以气-液-固三相为基础的水淬钢渣碳酸化固定二氧化碳进行了热力学分析,结果表明,温度700 K以下钢渣主要含钙相在水溶液中能够自发与CO2反应,碳酸化固定CO2是可行的;并通过实验研究了反应时间、钢渣粒径、CO2流量及液固比等主要参数对水淬钢渣碳酸化固定CO2的影响。结果显示,在初期阶段反应迅速,固碳率在3 h达到27.9%,即固定二氧化碳的能力约为279 kg/t(钢渣),随后逐渐趋于平衡。粒度越细对固碳过程越有利,液固比及CO2流量影响不明显;XRD及SEM结果也验证了水淬钢渣固定CO2是可行的。     

泥磷乳浊液联合磷矿浆液相脱硝

根据当前一些湿法脱硝技术在燃煤烟气净化中的应用及研究进展,降低湿法脱硝技术的成本是研究的关键,一些价格低廉的吸收液的选择是优先考虑的对象,为此,采用泥磷乳浊液联合磷矿浆进行脱硝效率实验,通过在磷矿浆中添加泥磷,提高了磷矿浆体系的脱硝效率。实验条件主要从泥磷与磷矿的质量比、反应温度、含氧量、烟气流量方面来控制。结果表明,在实验最佳条件下,即泥磷与磷矿的质量比2:5,反应温度60℃,含氧量21%,烟气流量0.3 L·min~(-1),泥磷乳浊液联合磷矿浆液相脱硝体系,脱硝率80%以上可保持240 min以上。