CuO-CeO_2/AC吸附燃煤烟气中元素汞的实验研究

通过活性炭负载CuO和CeO2来制备吸附剂,采用固定床吸附方式,在不同反应条件下对吸附剂的吸附性能进行测试,筛选出去除效率最好的吸附剂,并通过BET和XRD对吸附剂的理化性质进行分析。结果表明,CuO和CeO2的加入大大改变了原活性炭的比表面积和孔结构,改善了活性炭的吸附性能。CuO-CeO2/AC中CuO和CeO2质量比不同,对汞的去除效率也不同,在1∶2时去除效率最好;CuO-CeO2/AC中所负载的CuO和CeO的总量为5%时,能大大促进汞的吸附效率,增长有效吸附时间;CuO-CeO2/AC对汞的吸附性能随反应温度的增加呈先增加后减小的趋势,在80℃时达到最大值。     

CuO-CeO2/AC吸附燃煤烟气中元素汞的实验研究

通过活性炭负载CuO和CeO2来制备吸附剂,采用固定床吸附方式,在不同反应条件下对吸附剂的吸附性能进行测试,筛选出去除效率最好的吸附剂,并通过BET和XRD对吸附剂的理化性质进行分析。结果表明,CuO和CeO2的加入大大改变了原活性炭的比表面积和孔结构,改善了活性炭的吸附性能。CuO-CeO2/AC中CuO和CeO2质量比不同,对汞的去除效率也不同,在1∶2时去除效率最好;CuO-CeO2/AC中所负载的CuO和CeO的总量为5%时,能大大促进汞的吸附效率,增长有效吸附时间;CuO-CeO2/AC对汞的吸附性能随反应温度的增加呈先增加后减小的趋势,在80℃时达到最大值。     

酸碱盐改性对活性炭吸附油气特征的影响

采用酸碱盐溶液浸渍方法对活性炭进行改性,探究了其吸附油气的特征,考察了改性后的活性炭对油气吸附量和穿透时间的影响,采用BET、SEM、XRD及FT-IR等方法对活性炭进行了表征。结果表明:改性后的活性炭孔结构和表面化学性质发生了明显的变化,2~#样品(醋酸改性)比表面积最大为1 264.33 m~2·g~(-1),碱改性活性炭对油气的吸附性能优于其他改性方法,3~#样品(氨水改性)吸附容量最高为0.279 g·g~(-1),拟合动力学速率常数k′值是0.096 3,5#样品(氢氧化钾改性)穿透时间最长为130 min;改性处理后,增加了活性炭表面的—OH与C=C含量,正丁烷主要以—CH_2基团吸附在吸附剂表面。在综合酸碱盐溶液改性的基础上,利用Yoon-Nelson动力学方程对吸附曲线进行拟合,评价改性活性炭对油气的吸附性能。以上研究结果可为活性炭吸附油气的工业应用提供参考。     

CeOx/AC催化剂NH3选择性催化还原NO

以用不同浓度的HNO3预处理后的椰壳活性炭为载体,负载铈制备SCR催化剂。利用比表面积分析仪(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和催化剂活性实验,探讨了不同变量如金属离子的分布、焙烧温度和载体属性对催化活性的影响。结果表明,HNO3处理后,经500℃焙烧金属铈负载量为7%的催化剂表现出优良的催化性能。在90℃时,NO转化率在90%以上,随温度升高,达到接近100%的NO转化率。     

常压制备秸秆活性炭对水溶液中磷元素的吸附

开发了非真空制备秸秆活性炭的新方法,以稻草秸秆为原料,醋酸钙和氯化锌为活化剂,经热处理,一步合成改性秸秆活性炭。XRD图谱显示,产物为碳酸钙改性活性炭;SEM和TEM的表征结果显示,该活性炭具有微米-纳米多维孔结构,碳酸钙颗粒均匀分布在活性炭的表面和基体中;BET比表面积实验测得不同浓度碳酸钙改性活性炭的比表面积在324~846 m2/g之间。含磷水溶液吸附实验表明,当改性活性炭中碳酸钙含量为1.5%时,活性炭具有最大吸附速率1.76 L/mg;碳酸钙含量为2.0%时,活性炭具有最大吸附容量3.21 mg/g。改性活性炭对磷元素的吸附过程符合Langmuir模型,说明改性活性炭对磷的吸附为单分子层吸附。     

Mn/USY分子筛催化剂低温SCR脱硝性能

以USY分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备了不同Mn负载量的Mn/USY催化剂。借助BET、XRD、SEM和FTIR等手段,考察了催化剂的物相结构及脱硝活性。在90~210℃温度范围内,随着反应温度的升高,NO转化率逐渐提高,脱硝效率在210℃达到50%以上,其中10 Mn/USY的NO转化率高于其他几组催化剂。通过SEM和BET结果可以看出,Mn/USY分子筛催化剂的比表面积随着Mn负载量的增加而减少。新鲜的催化剂颗粒分散均匀,呈松散的堆叠状态,H_2O和SO_2实验后催化剂分散程度降低,比表面积、孔径和孔体积都有所下降。XRD结果表明,10 Mn/USY催化剂中MnO_2的晶体特征峰最为明显,除此之外没有发现其他Mn或MnO_x衍射峰。FT-IR分析结果表明金属Mn的负载并未对USY分子筛的内部结构造成破坏。     

不同晶型MnOx催化还原NO活性研究

为研究低温烟气脱硝的高效选择性催化还原(SCR)催化剂的催化活性,采用湿式浸渍法制备了以γ-Al_2O_3为载体、以MnO_x为活性组分的系列MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET多分子层吸附模型等测试方法对催化剂进行表征,分析Mn负载量对MnO_x晶型、形貌及催化剂比表面积的影响,并进行催化还原NO实验,通过脱硝效率反映不同MnO_x晶型时催化剂的脱硝特性。结果表明,Mn负载量对MnO_x的晶型和形貌产生明显影响。Mn负载量低于0.4mmol/g时,无法形成明显晶核;Mn负载量为0.8mmol/g时,形成球状_β-MnO_2;Mn负载量为1.2mmol/g时,形成棒状α-MnO_2。球状_β-MnO_2提高了MnO_x/γ-Al_2O_3比表面积,含球状_β-MnO_2的MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂具有最优的催化还原NO活性,175℃条件下达到84%左右的脱硝效率。H_2O(气态,下同)和SO~3 _2的存在对催化剂脱硝性能产生影响,分别持续通入600mg/mSO_2、6.000%(体积分数)H_2O 480min,脱硝效率分别下降约14百分点和10百分点。     

负载型TiO2/活性炭光催化灭活大肠杆菌(E.coli)的研究

以大肠杆菌(Escherichia coli JM 109)为研究对象,通过细菌的灭活实验研究负载型TiO2/活性炭(TiO2/AC)的灭菌性能,并利用XRD、BET和SEM对材料的晶型、晶粒尺寸、比表面积和吸附在材料上的细菌分布形态及数量进行分析.结果表明吸附在TiO2/AC上的大肠杆菌数比吸附在活性炭和TiO2都多.TiO2/AC对E.coli光催化灭活率比TiO2粉末和P25高,制备材料的热处理温度500℃和光催化反应中光强40 W都分别使TiO2/AC的光催化活性达到最大,在光催化灭活E.coti过程中,KH2PO4使催化剂活性降低程度比NaHCO3大,而两者使TiO2/AC催化活性降低程度比TiO2小,但NaHCO3对催化活性的影响是可逆的.     

磁性硅藻土的制备及其性能

针对现有硅藻土吸附容量小和固液分离难的问题,采用共沉淀法制备2种磁改性硅藻土:Ⅰ和Ⅱ,通过扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)等对制备的磁性硅藻土进行结构分析,并采用磁滞回线评估其磁性;考察了溶液pH、吸附剂用量和吸附时间对其吸附硝基苯的影响以及吸附饱和后的固液分离性能。结果表明:2种磁改性样品的饱和磁化强度分别为26.28 emu/g和4.8 emu/g,比表面积分别为39.242 m~2/g和60.588 m~2/g,为原土的1.3倍和2倍;对硝基苯的去除率分别达74.95%和95.2%,为原土的1.8倍和2.3倍;吸附饱和的磁改性样品在外加磁场作用下可迅速实现固液分离,且分离后2种磁改性样品溶液的悬浮物浓度分别为8.6 mg/L和9.8 mg/L。     

稻壳活性炭对噻吩类硫化物的吸附

以稻壳为原料、采用KOH浸渍和高温活化法制备稻壳活性炭,研究其对模拟油中噻吩类硫化物的吸附脱除性能,利用环己烯、甲苯为竞争组分,研究燃油中烯烃、芳烃对稻壳活性炭吸附脱硫性能的影响。通过静态吸附实验分别考察炭化温度、KOH浸渍质量分数及活化温度对稻壳活性炭吸附脱硫性能的影响,从而确定最佳制备条件。采用Langmuir和Freundlich吸附模型对稻壳活性炭的吸附噻吩进行拟合,用准n阶和修正准n阶动力学模型进行分析。采用热重(TG)、N_2吸附/脱附(BET)、扫描电镜(SEM)对样品表征,考察其受热分解状况、孔隙结构、表面形貌等特性。结果表明:在最佳制备条件下,制备的稻壳活性炭比表面积和平均孔径分别为1 207.649 m~2·g~(-1)和2.24 nm。用固定床进行动态吸附实验,得到稻壳活性炭对噻吩类硫化物的总穿透硫容为7.092 4 mg·g~(-1)。在模拟油中加入环己烯、甲苯后,稻壳活性炭对噻吩类硫化物的穿透硫容分别下降了36.4%和63.5%,由等温吸附和动力学模拟分析得实验数据很好的符合Langmuir和修正的准n阶动力学吸附模型。     

硝酸铁改性活性炭的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过硝酸铁溶液浸渍—加热的方法对颗粒活性炭进行改性,采用BET比表面积测定、扫描电子显微镜(SEM)观察、Boehm官能团滴定等分析方法对改性前后的活性炭理化特性进行表征,考察吸附剂投加量、吸附时间、pH、吸附质初始浓度、温度等对Cu(Ⅱ)吸附性能的影响。结果显示,活性炭表面化学性质的改变对吸附性能的提高起主导作用;吸附过程与Langmuir吸附等温线方程及Lagergren准二级动力方程拟合较好,相关系数R2都在0.990 0以上。     

CeO_x/AC催化剂NH_3选择性催化还原NO

以用不同浓度的HNO3预处理后的椰壳活性炭为载体,负载铈制备SCR催化剂。利用比表面积分析仪（BET）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和催化剂活性实验,探讨了不同变量如金属离子的分布、焙烧温度和载体属性对催化活性的影响。结果表明,HNO3处理后,经500℃焙烧金属铈负载量为7%的催化剂表现出优良的催化性能。在90℃时,NO转化率在90%以上,随温度升高,达到接近100%的NO转化率。     

CeO_2-CoO/ACF低温SCR烟气脱氮性能的研究

活性炭纤维(ACF)经硝酸处理后采用浸渍法制备了CeO2-CoO/ACF复合催化剂,测试了其在以氨气为还原剂的低温SCR过程中的催化活性,同时研究了金属氧化物浸渍顺序及负载量、催化剂煅烧温度、空速比(SV)、NH3/NO(摩尔比)、O2含量等因素对NO转化效率的影响。研究发现,负载量为10%的CeO2-CoO/ACF复合催化剂经煅烧后在120~240℃时具有很高的催化活性,并且在NO初始浓度为1 000 mg/m3、空速比(SV)为6 000 h-1、NH3/NO为1.05、O2体积分数在3.0%时具有较高的NO转化效率。     

活性氧化铝负载DBU吸附CO2

为了减少燃煤电厂烟气CO2排放,对浸渍法制备的活性氧化铝(Al2O3)负载1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯(DBU)吸附剂及其固定床吸附CO2性能进行了研究,采用全自动气体吸附分析仪和同步热重分析仪对吸附剂比表面积、总孔容、平均孔径和热稳定性进行了表征。实验结果表明,Al2O3负载DBU吸附剂具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,在低于140℃时具有良好的热稳定性;在室温条件下,DBU负载率为11.75%时,吸附剂对CO2吸附量最高可达18.11mg/g;经过8次吸附-脱附循环实验后,吸附剂仍保持较好的CO2吸附性能。     

Y_2O_3/AC催化剂的烟气同时脱硫脱硝性能

采用等体积浸渍法制备了一系列不同负载量的x%Y_2O_3/AC(x=2、4、6、8和10)同时脱硫脱硝催化剂,以CO为还原气,考察该催化剂同时脱硫脱硝催化活性。采用X射线衍射仪(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、比表面积(BET)对催化剂进行了表征。在不同负载量的催化剂中,6%Y_2O_3/AC表现出较好脱硫脱硝效果,SO_2和NO的T90%分别约为365℃和367℃。经HNO_3预处理过的活性炭载体制备的催化剂脱硝效果明显改善,催化剂预硫化可以显著提高脱硫脱硝活性,在550℃硫化的催化剂效果最好,NO和SO_2的T90%分别约为368和362℃,在380℃时脱硫脱硝率均可达到95%以上。     

稻壳基高比表面积介孔活性炭的制备与表征

以稻壳为原料,KOH为活化剂,分炭化和活化两步制备高表面积介孔活性炭。采用比表面积测定仪测定其N2吸附脱附等温线,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射分析仪(XRD)对活性炭形成过程中的物相变化与显微结构进行了表征。结果表明,氮气保护下,稻壳在420℃温度下炭化4 h,再将KOH与炭化稻壳按质量比3∶1混合均匀后,在750℃活化1 h条件下制备的活性炭平均孔径可达4.54 nm,比表面积高达2 174.09 m2/g,介孔率达到78.57%。     

TiO2／SiO2催化剂可见光降解偶氮染料的研究

以多孔硅胶作载体.通过酸性溶胶法制备了TiO2/SiO2催化剂.采用X射线衍射(XRD)、热重一差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)和BET等方法对该催化剂进行了表征.以偶氮染料酸性橙7(A07)的可见光降解作为探针反应,研究了TiO2/SiO2的催化活性.结果表明,TiO2的平均晶粒尺寸为5.1 nm,晶型为锐钛矿;TiO2/SiO2具有大的比表面积,比P-25催化剂具有更高的光催化活性和更好的沉降性能,便于回收利用.     

制备方法对Mn-Ce/TiO2催化剂低温选择性催化还原活性的影响

采用溶胶凝胶法、浸渍法以及两者相结合的方法制备了Mn-Ce/TiO2催化剂.运用XRD、BET和SEM等技术对催化剂进行了表征,发现溶胶凝胶法制备的Mn-Ce/TiO2催化剂为锐钛矿结构,具有较大的比表面积,中孔结构丰富,Mn、Ce活性组分在载体表面高度分散或形成了无定形结构.实验研究了催化剂对氨选择性催化还原NO反应的催化性能,结果表明,用溶胶凝胶法制备的Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝活性最好,当Mn、Ce负载量为20％,NH3/NO摩尔比为1.1,空速为9 436 h-1,烟气温度为240℃时,NO转化率大于90％.     

氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响

研究了氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响.以傅立叶红外光谱定性表面官能团变化,以扫描电镜观察表面形貌,以化学吸附分析仪测定后再通过测定样品的氮气吸附/脱附等温线计算比表面积和孔径.结果表明:(1)氧化改性使活性炭比表面积增大;还原改性使活性炭比表面积减小.还原阶段使先前氧化阶段中产生的孔道以及原有孔道均发生塌陷,导致还原改性活性炭比表面积减小.(2)在静态吸附的条件下,氧化改性和还原改性活性炭对草甘膦的吸附均为吸热反应.还原改性在活性炭表面产生的还原性官能团有利于活性炭对草甘膦的吸附,而氧化改性产生的氧化性官能团并不利于活性炭对草甘膦的吸附.(3)热力学参数的计算进一步表明,改性活性炭对草甘膦的吸附为吸热反应.     

HKUST-1晶格空位的构建及对偶氮染料吸附的影响

采用1,3-苯二甲酸与1,3,5-苯三甲酸不同摩尔比例的混合配体策略,制备了4类具有晶格空位的Cu基金属有机框架化合物HKUST-1,并研究了其对刚果红和亚甲基蓝的吸附性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、BET比表面积测定仪、热重分析仪(TGA)进行表征,证实了HKUST-1晶格空位的框架结构与稳定性,晶格空位HKUST-1的BET表面积和总孔容(1 220 m~2·g~(-1)和0.62 cm3·g~(-1))均大于初始HKUST-1(698 m~2·g~(-1)和0.40 cm~3·g~(-1))。吸附实验表明,由于尺寸排阻效应,晶格空位HKUST-1的构建增加了与刚果红的结合能力,且与亚甲基蓝相比,晶格空位HKUST-1对刚果红具有更高的吸附选择性。随着有机配体1,3-苯二甲酸与1,3,5-苯三甲酸的摩尔比例(0:1,1:1,2:1,3:1)的增加,晶格空位HKUST-1对刚果红的吸附去除效果随之增加,室温、pH 6.0条件下,Langmuir吸附量增加了1.53倍,Langmuir最大吸附量为528.03 mg·g~(-1),吸附过程符合准二级动力学和Langmuir吸附等温线模型。