折流式管状反应器对室内甲醛的净化效果

利用PCO技术,针对现有的室内挥发性有机污染物,设计一种能与建筑空调系统的通风换气设备相结合的折流式管状反应器,以甲醛为目标污染物,对其净化效果进行实验分析。结果表明:折流式管状反应器对于甲醛的降解处理效果高于传统的管状反应器,其转化率及矿化率均大于传统管状反应器;相较于波长较长的黑光灯,波长为254 nm的杀菌灯利用率更高,实验效果优于黑光灯;不同初始浓度下甲醛的反应有效度η基本不受催化层厚度影响;以波长254 nm的杀菌灯为紫外光源时,由于光强衰减快,使得催化层厚度对传质速率无明显作用;以波长为365 nm的黑光灯为紫外灯源时,甲醛η值随催化层厚度增加而增大,故在此实验条件下的光催化反应中,紫外光吸收量、反应速率以及反应有效度均会随催化剂负载量增加而增大。     

CuO/γ-Al_2O_3负载型催化剂催化燃烧处理油烟

采用等体积漫渍法制备不同CuO负载量的CuO/γ-Al2O3负载型催化剂,用X射线衍射仪、扫描电镜对该催化剂负载层活性组分的表面形态、晶相结构和颗粒大小进行表征,考察了该催化荆催化燃烧处理油烟的催化活性(以油烟净化效率表征).结果显示,催化活性随CuO负载量的增加.反应温度的升高而提高,但随烟气流量的增大而降低;在CuO负载量为20%(质量分数)、反应温度为350℃.烟气流量为5 L/min的最佳实验条件下,CuO/γ-Al2O3负载型催化剂的油烟净化效率最高.可达88.6%.该催化剂对油烟的催化燃烧具有较高的催化活性.     

气-固流化床光催化氧化甲苯的研究

在自制的流化床光催化反应装置中研究了中低浓度（28～140 mg/m^3）甲苯的气相光催化降解过程,考察了光照时间、初始浓度、表观气速和催化剂负载量等因素对甲苯光催化降解率的影响规律.结果表明,紫外灯照射约1.5 h,甲苯的转化率达最大值,甲苯初始浓度越低,维持此最大值的时间越久;在一定低浓度范围内（28～55 mg/m^3）,甲苯的转化率不随浓度变化,符合一级反应动力学,浓度进一步增加,则甲苯的转化率下降;表观气速和催化剂负载量的最佳值分别为3.3Umf和0.19 g TiO2/g SiO2.     

气-固流化床光催化氧化甲苯的研究

在自制的流化床光催化反应装置中研究了中低浓度(28~140mg/m3)甲苯的气相光催化降解过程,考察了光照时间、初始浓度、表观气速和催化剂负载量等因素对甲苯光催化降解率的影响规律。结果表明,紫外灯照射约1·5h,甲苯的转化率达最大值,甲苯初始浓度越低,维持此最大值的时间越久;在一定低浓度范围内(28~55mg/m3),甲苯的转化率不随浓度变化,符合一级反应动力学,浓度进一步增加,则甲苯的转化率下降;表观气速和催化剂负载量的最佳值分别为3·3Umf和0·19gTiO2/gSiO2。     

改善反应器内部光照条件对TiO_2光催化去除H_2S的影响

在不同紫外光照强度和不同催化剂质量条件下,研究了TiO_2对H2S光催化氧化去除效率和特征。结果表明,H2S去除率随紫外光照强度增大而增大,而在用空白玻璃珠替代部分负载有TiO_2的玻璃珠(TiO_2-GB)后,TiO_2-GB所占比例为60%(TG60%)时具有最佳的光催化氧化效率。在H2S浓度为1 062 mg·m-3,流速100 m L·min-1条件下反应90 h后,TG60%的H2S去除率依然能达到64.79%,高于相同条件下TG100%的42.03%,产物为S6与S0。通过研究反应器内部紫外光强度分布,发现单纯增大外部紫外灯功率并不能有效增大反应器内部光强,而随空白玻璃珠所占比例增大,反应器内部光照条件得到有效改善。因此,单纯增强紫外线强度或增加TiO_2催化剂用量均不能达到最理想的光利用效率,而是要将两者综合考虑。实验结果表明,与填充物全为TiO_2-GB的情况相比,TG60%在不提高能耗的前提下,减少了催化剂的用量,而H2S的光催化去除率反而提升。     

锰负载量对MnO_x/PG催化剂低温SCR反应的影响

凹凸棒石负载锰氧化物(MnO_x/PG)催化剂是一种新型高效的低温选择性催化还原(SCR)催化剂。锰氧化物负载量对催化剂的脱硝活性影响显著,针对不同质量分数锰氧化物负载量的催化剂的SCR反应行为进行了动力学研究。结果表明:增加锰的负载量不改变反应表观活化能,锰氧化物负载量的增加在考察范围内具有一致的组分形态和化学活性;反应活性中心的数量随负载量的增加而增长是催化剂活性增长的主要原因。结合前期NH_3-TPD研究,进一步明确氨主要在载体上吸附,锰的负载主要促进了吸附态氨的活化过程。     

光催化-膜分离三相流化床循环反应装置处理酸性红B废水

耦合光催化氧化和有机膜分离技术，设计了一种新型光催化氧化-有机膜分离三相流化床循环反应装置（循环反应装置）；并对循环反应装置光催化降解酸性红B时的影响因素进行了研究。结果表明，减小膜出水通量和降低酸性红B废水浓度均有利于膜出水降解率的提高；循环反应装置中废水降解率随光催化反应器底部曝气量的增加而先增加再降低，膜分离器中废水降解率的波动则随曝气量的增加而总是在增大，其最佳曝气量为1．00m^3／h；光催化反应器中多光源布置有利于循环反应装置的稳定运行；循环反应装置可有效地处理酸性红B废水。     

真空紫外灯动态降解空气中低浓度甲醛的研究

以集中空调中处理室内可挥发性有机物(VOCs)为应用背景,搭建了试验台.实验研究了真空紫外灯(主波长254 nm,185 nm)降解甲醛的影响因素以及产生O3的情况.研究表明,在产生的O3浓度低于室内空气质量标准(0.16mg/m3)的情况下,真空紫外灯也能够高效地降解空气中低浓度甲醛(＜1 mg/m3);甲醛降解率与反应器空气流速及甲醛初始浓度成反比;降解速率与甲醛初始浓度成正比,与反应器空气的流速成反比;绝对湿度对真空紫外灯降解甲醛有一定的影响;反应器空间大小对甲醛降解影响比较显著.应用于集中空调系统净化室内空气中VOCs,取得了很好的效果.     

活性炭纤维负载TiO_2光催化降解甲醛的影响因素

利用自制光催化气体反应器体系,以活性炭纤维负载TiO2作催化剂,在紫外光照射下模拟降解室内污染气体甲醛,测试了活性炭纤维负载TiO2催化剂的催化活性,探讨了紫外光光强、催化剂的酸度、反应器内湿度及反应时间等控制反应的主要因素对甲醛降解率的影响.结果表明,活性炭纤维与TiO2的协同作用大大提高了对甲醛的降解效果;紫外光强增倍对甲醛降解率有一定提高,但提高幅度仅为11.71%;活性炭纤维用pH=5的TiO2溶胶浸泡做催化剂对甲醛的降解效果最好,60 min内降解率达到68.37%;反应器内的湿度为81%甲醛降解率最高,反应60 min后达82.2%;随着反应时间的延长,甲醛降解率的上升幅度不断减小,最高只能达到94.59%.     

高径比和底隙高度对内循环反应器性能的影响

建立了内循环反应器试验装置,综合研究了内循环反应器最重要的结构参数(高径比和底隙高度)对反应器主要性能参数(液体循环流速、总平均气含率、液体混合时间和体积氧传质系数)的影响.研究发现,表观气速存在一个不利于液体循环的过渡区,在该过渡区随表观气速增加,液体循环流速增大缓慢,甚至减小,但较高的底隙高度会减弱这种效应;在一定的表观气速和高径比下,随底隙高度增加,液体混合时间、总平均气含率先增大后减小;在一定的表观气速和底隙高度下,液体混合时间随着高径比增大而增大,体积氧传质系数、总平均气含率随高径比增加而减小.     

溶胶-凝胶法制备颗粒状催化剂低温SCR脱硝性能

采用溶胶凝胶法制备了Mn-Ce/Ti O2催化剂,并将其用于低温NH3选择催化还原NO的反应(NH3-SCR),考察了反应温度、空速、氧气浓度、氮氧化物浓度和氨氮比等反应条件对催化剂性能的影响。结果表明,NO入口浓度为800~1 600 mg/m3时,催化剂活性受NO初始浓度的影响较小。反应温度和氨氮比对NO转化率影响显著,100~150℃温度范围内,NO转化率随温度升高快速上升;当[NH3]/[NO]1.1时,随着[NH3]/[NO]的增加,NO转化率很快上升。反应体系中适当的O2浓度可促进NO还原为N2。空速大于10 000 h-1时,NO转化率随着空速的增大而降低。     

介质阻挡放电等离子体降解高浓度甲苯

为解决喷漆和涂装废气中VOCs的污染,采用同轴圆管式介质阻挡反应器进行低温等离子体降解高浓度甲苯探索,研究了反应器参数(放电间距、放电长度)、操作参数(初始甲苯浓度、气体流量、输入功率)等关键参数对甲苯转化率和产物CO2选择性的影响。结果表明:放电间距过大或者过小都不利于甲苯的降解,放电长度的增加对其影响相对较小;输入功率越大,甲苯的降解效果越好,并且反应产物中臭氧的浓度越低,但气体流量及初始甲苯浓度的增加不利于甲苯的降解。最后对产物进行GC-MS检测,分析了甲苯降解机理。     

紫外光降解气态氯苯的影响因素及其动力学研究

紫外光降解挥发性有机物(VOCs)是一种新型的废气处理技术.采用主波长为365 nm的500 W高压汞灯为光源,重点考察了空塔停留时间、氯苯初始浓度、反应介质等对氯苯光降解效果的影响.结果表明,在氯苯初始浓度较低时.氯苯去除率随着空塔停留时间的延长而呈线性升高.最大去除率达87%;而氯苯初始浓度过高时会使单位分子接受的光子和活性基团数量下降,引起氯苯去除率降低,空气介质中的O2和H2O在光照下可转化为活性基团.进而增强了光降解效果;而在氮气介质下光降解氯苯的效率大大降低,最大去除率仅为61%.在氯苯为0.36～8.64 mg/L时,紫外光降解氯苯遵循二级反应动力学方程.     

2-甲基-4-氯苯氧乙酸及其脱氯产物的光化学降解

紫外消毒工艺作为废水/给水处理的重要步骤,不仅可以有效控制水中的病原体,而且可使废水或水源水中存在的一些污染物发生化学降解作用,但目前对这一作用过程的研究尚不完善。本文针对一种典型的除草剂——2-甲基-4-氯苯氧乙酸(MCPA)及其脱氯产物二甲基苯氧乙酸(MPA),研究了两者在紫外灯照射下的光化学行为,并进一步考察了波长、初始pH值、H2O2及水中其他共存物质对MCPA和MPA光降解效率的影响。研究结果表明,不同光源对MCPA的光降解速率大小为:254 nm波长紫外灯365 nm波长紫外灯可见光灯;低pH值不利于MCPA的光降解,但对MPA光降解的影响不大;在溶液中加入H2O2,会增大MCPA和MPA的光降解速率;MCPA的光降解过程符合一级动力学方程;腐殖酸(HA)会降低MCPA的光降解速率;MPA与MCPA呈现相似的光降解效应,但反应速率比MCPA略快,且在两者共存状态下会降低MCPA的光降解速率。     

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。     

可见光/H2 O2/海藻酸铁非均相催化降解吖啶橙的研究

由海藻酸钠和氯化铁反应制备了海藻酸铁凝胶小球催化剂,考察了该催化剂的吸附和可见光下催化降解吖啶橙的性能.结果表明催化剂的吸附能力随pH升高而提高,且催化剂用量为40个凝胶小球时,可见光下吖啶橙能够在较宽pH值范围内脱色,脱色速率随H2O2的用量增加而增加,该反应符合Arrhenius规律,其表观活化能为49.6 kJ/mol.自由基清除剂的加入不会降低脱色速率,表明催化反应不是羟基自由基的机理,而与高活性的类{ Fe(Ⅳ)=O}高价铁中间产物有关.     

可见光/H2 O2/海藻酸铁非均相催化降解吖啶橙的研究

由海藻酸钠和氯化铁反应制备了海藻酸铁凝胶小球催化剂,考察了该催化剂的吸附和可见光下催化降解吖啶橙的性能.结果表明催化剂的吸附能力随pH升高而提高,且催化剂用量为40个凝胶小球时,可见光下吖啶橙能够在较宽pH值范围内脱色,脱色速率随H2O2的用量增加而增加,该反应符合Arrhenius规律,其表观活化能为49.6 kJ/mol.自由基清除剂的加入不会降低脱色速率,表明催化反应不是羟基自由基的机理,而与高活性的类{ Fe（Ⅳ）=O}高价铁中间产物有关.     

膜生物反应器处理甲苯废气的降解特性及传质过程强化

设计了一种气相空间带方形扰流柱结构的平板膜生物反应器,进行了甲苯降解废气净化实验,并与未加入方形扰流柱结构的反应器进行了对比。实验研究了甲苯入口浓度和气体流量对甲苯降解效率和传质速率的影响,结果表明,随着甲苯入口浓度和气体流量的增加,膜生物反应器降解效率降低,甲苯的传质速率增大,气相空间加入方形扰流柱后,甲苯在反应器中的传输得到了强化,降解效率最大提高了8%。     

真空紫外光降解五氯酚钠以及过硫酸盐对反应的促进作用

研究了真空紫外光(VUV,185 am)对于水溶液中五氯酚钠的降解,反应2 h后,初始浓度为10 mg/L的五氯酚钠的去除率达到99%以上,有机氯的脱除率达到70%以上,有效地实现了五氯酚钠的脱毒.溶液初始pH值对五氯酚钠的真空紫外光解有很大影响,pH=10.9时的降解速率常数是pH=3.1时的3倍.表观一级反应速率常数随初始浓度的增加而线性下降.在反应溶液中加入过硫酸盐,可有效提高五氯酚钠的真空紫外光降解速率和矿化速率,过硫酸盐和五氯酚钠摩尔比为24时,降解速率提高3倍,反应4 h后TOC去除率达到95%.     

TiO_2膜光催化降解4,4’-二溴联苯的研究

研究了负载于玻璃上的同定化催化剂TiO2膜光催化降解水中4,4'-二溴联苯(4,4'-DBB)的效果,考察了溶液pH值和4,4'-DBB初始浓度等对TiO2膜光催化降解4,4'-DBB的影响,探讨了降解机理.结果表明.TiO2膜光催化降解水中4,4'-DBB的效果良好,紫外光照射8 b,初始浓度为4 mg/L的4,4'-DBB的降解率高达94%,降解速率随着4,4'-DBB初始浓度的增大而下降.在溶液pH=1时,4,4'-DBB的降解效率最高.超声的加入使降解反应的速率加快.经拟合发现4,4'-DBB的降解符合拟一级反应规律,并推导出动力学方程.