用赤泥捕集二氧化碳

以拜耳法生产氧化铝产生的赤泥为捕集剂，对CO₂进行捕集，考察了液固比、反应温度、搅拌速率、CO₂流量对单位CO₂捕集量（以每克赤泥捕集的CO₂质量计）和赤泥脱碱率（以钠去除率计）的影响。实验结果表明：在液固比为7#x02236;1、反应温度为30℃、搅拌转速为500r/min、CO₂流量为200mL/min的最佳实验条件下，最大单位CO₂捕集量为0.0263g/g，赤泥的脱碱率可达到42.43%。赤泥具有较强的捕集CO₂的能力，因此，利用固体废弃物赤泥吸收工业废气中的CO₂可以达到以废治废的目的。     

天然膨润土还原吸附Cr（Ⅵ）

以天然膨润土为吸附剂，还原吸附处理含Cr（Ⅵ）模拟废水。实验结果表明：以（NH₄）₂FeSO₄为还原剂吸附效果最佳；在还原剂加入量为理论值的0.8倍、膨润土加入量为6 g/L、吸附时间为30 min、吸附温度为30 ℃、初始Cr（Ⅵ）质量浓度为1 mg/L的条件下，Cr（Ⅵ）去除率可达99.6%，处理后模拟废水中总铬质量浓度低至0.003 mg/L。天然膨润土对Cr（Ⅵ）的还原吸附符合准二级动力学模型及Freundlich等温吸附模型。     

活性炭吸附黏胶纤维生产废气中的CS2

分别采用静态吸附和柱穿透吸附研究了活性炭对黏胶纤维生产废气中CS₂的吸附性能,考察了温度、水蒸气含量和预吸附H₂S时间对活性炭吸附CS₂效果的影响。实验结果表明：活性炭静态吸附CS₂的吸附等温线可用D-R方程很好地拟合,吸附温度升高,活性炭对CS₂的吸附量降低;Y-N方程能很好地拟合CS₂在活性炭上的柱吸附穿透过程,吸附温度升高,CS₂在活性炭上的吸附穿透时间缩短;进气水蒸气含量增大,吸附穿透时间缩短;预吸附H₂S时间延长,活性炭对CS₂的吸附穿透时间缩短;脱附温度升高,CS₂脱附率和脱附速率均加快。     

粉煤灰基沸石分子筛对水中氨氮的吸附

以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法制备了3种沸石分子筛,运用XRD、XRF、SEM和BET等手段进行了表征,并将分子筛用于吸附溶液中的氨氮,考察了影响氨氮吸附效果的主要因素、氨氮等温吸附特征和吸附动力学特征。结果表明：分子筛B(Na_20.8Al₂₃Si₃₆O₁₁₇·7.69 H₂O)对氨氮的吸附效果最佳,在初始氨氮质量浓度100 mg/L、分子筛B加入量2 g/L、初始溶液pH 7、吸附温度25℃、转速150 r/min的条件下,吸附60 min后,氨氮吸附量和去除率分别为40.61 mg/g和90%;4种阳离子对氨氮吸附效果的影响顺序依次为K⁺>Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺;分子筛B对氨氮的吸附为单分子层吸附,具有化学吸附的特征;分子筛B吸附氨氮的的最佳工艺条件为初始溶液pH 7、吸附温度45℃、初始氨氮质量浓度40 mg/L,在该条件下,氨氮去除率为93%。     

煤气化细渣制备碳硅复合材料吸附去除水中Pb2+

以煤气化细渣为原料制备了高比表面积碳硅复合材料,并利用过硫酸铵对其进行表面改性,用于吸附100.0 mg/L PbCl₂溶液中Pb²⁺。表征结果显示：碳硅复合材料的比表面积为1 347 m²/g,改性后降为474 m²/g;改性后材料表面的羟基、羰基和羧基等含氧基团的含量显著增加。实验结果表明：溶液pH为5时,改性碳硅复合材料对Pb²⁺的平衡吸附量为124 mg/g,Pb²⁺去除率可达98.2%;吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,伴有物理吸附;吸附过程分为外扩散和内扩散两个阶段,受内扩散控制。     

CuCl2改性飞灰吸附气相零价汞

采用CuCl₂对循环流化床锅炉飞灰进行改性,在固定床反应器上对CuCl₂改性飞灰进行了气相零价汞（Hg⁰）吸附实验。考察了CuCl₂负载量和吸附温度对改性飞灰Hg⁰吸附能力的影响,并结合颗粒内扩散模型、准一阶动力学模型、准二阶动力学模型和耶洛维奇模型拟合结果分析该过程的控制步骤。结果表明： CuCl₂改性飞灰的Hg⁰穿透时间远大于未改性飞灰,对Hg⁰的吸附量随CuCl₂负载量的增加而增加;CuCl₂改性飞灰的Hg⁰吸附能力随吸附温度的升高先增大后减小,150 ℃为最佳吸附温度;准二阶动力学模型的拟合值与实验值相关系数最高,且该模型初始吸附速率与实验值最为接近,即准二阶动力学模型更适合于描述CuCl₂改性飞灰的Hg⁰吸附过程。     

磁性纳米γ-Fe2O3/SiO2去除水中亚甲基蓝

以纳米γ-Fe₂O₃为磁性介质制备了磁性纳米γ-Fe₂O₃/SiO₂，并将其用于水中亚甲基蓝的吸附。表征结果显示：制备的γ-Fe₂O₃/SiO₂呈不规则核壳结构，平均粒径为38 nm，比表面积为74.35 m²/g，比饱和磁化强度为55 A·m²/kg。实验结果表明：γ-Fe₂O₃/SiO₂对亚甲基蓝的吸附适宜在中碱性条件下进行，4 h即可达吸附平衡;在初始亚甲基蓝质量浓度为180 mg/L、γ-Fe₂O₃/SiO₂加入量为2 g/L、初始溶液pH为7.0、吸附温度为298 K的条件下，吸附量最高为25.4 mg/g;共存金属离子会降低吸附效率，而少量的腐殖酸则会促进吸附;吸附过程符合准二级动力学方程，颗粒内扩散不是唯一的控速步骤;等温吸附满足Langmuir模型，该吸附是一个物理吸附过程;用乙醇洗涤的γ-Fe₂O₃/SiO₂重复使用4次时仍能保持约80%的原吸附量。     

改性SiO2气凝胶对废水中Fe3+的吸附性能

制备了改性SiO₂气凝胶，考察了经不同类型、不同配比的改性剂改性的SiO₂气凝胶对模拟含Fe³⁺废水的吸附处理效果。实验结果表明：改性SiO₂气凝胶的最佳制备条件为三甲基氯硅烷（TMCS）作改性剂，V（TMCS）#x02236;V（正己烷）=1#x02236;5；当改性SiO₂气凝胶加入量为75g/L、吸附时间为4h、Fe³⁺质量浓度为10mg/L时，模拟含Fe³⁺废水的Fe³⁺去除率为98.32%，剩余Fe³⁺质量浓度为0.168mg/L；采用改性SiO₂气凝胶动态吸附处理流量为420mL/h、Fe³⁺质量浓度为100mg/L的模拟含Fe³⁺废水，吸附后废水中剩余Fe³⁺质量浓度仅为0.196mg/L。     

PP-g-GMA-DETA螯合纤维吸附处理含Pb2+废水

采用低温等离子体技术将甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝在聚丙烯（PP）纤维表面,再用二乙烯三胺（DETA）胺化,制得PP-g-GMA-DETA螯合纤维,并应用于含铅模拟废水的处理。考察了吸附时间、溶液pH和初始Pb²⁺质量浓度对吸附量的影响。实验结果表明：PP-g-GMA-DETA螯合纤维对Pb²⁺的吸附速率很快,15 min时基本达到平衡吸附量,约为24.83 mg/g;随溶液pH的增加吸附量先迅速升高后保持平稳,在溶液pH为5.0时达到25.37 mg/g;随初始 Pb²⁺质量浓度的增加,吸附量迅速上升,当初始Pb²⁺质量浓度达到60 mg/L后,吸附量增长缓慢,最终保持吸附平衡。PP-g-GMA-DETA螯合纤维对Pb²⁺的吸附符合Langmuir等温吸附模型,是典型的单分子层吸附,饱和吸附量为31.40 mg/g。     

高炉渣对Cd~(2+)的吸附性能

采用包头钢铁集团炼铁厂的高炉渣为吸附剂(粒径0.154 nm)对Cd2+进行吸附,运用SEM技术对吸附剂进行了表征,研究了初始Cd2+质量浓度、吸附剂加入量、吸附时间、吸附温度和废水pH对Cd2+去除率的影响,并探讨了吸附机理。表征结果显示:高炉渣吸附剂具有疏松多孔的特点,表面十分粗糙,比表面积较大。实验结果表明:当吸附温度为室温(28℃)、废水pH为7、初始Cd2+质量浓度为10 mg/L、吸附剂加入量为8 g/L、吸附时间为60 min时,Cd2+去除率达到98.55%;高炉渣对Cd2+的吸附符合拟二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,且吸附反应易发生。     

变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气中的CO_2

采用变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气(CO_2-N_2-CH_4混合体系)中的CO_2。考察了吸附压力、吸附温度和气体流量对吸附效果的影响。实验结果表明:在吸附温度为25℃、吸附压力为0.6 MPa、气体流量为2 000m L/min、初始CO_2体积分数为13.01%的条件下,CO_2的穿透吸附量为60.34 m L/g,CO_2吸附率为78.92%,碳分子筛对CO_2的分离因子为8.233;在床层利用率为0.523的条件下进行降压解吸,当吸附压力降至0.1 MPa时,出口CO_2体积分数约为80%,CO_2的回收率可达96.38%。     

活化后钾改性正硅酸锂吸附CO2的性能评价及动力学研究

制备了钾改性正硅酸锂(K-Li4SiO4),并对其进行了自活化,考察了活化后K-Li4SiO4吸附剂在不同温度和CO2浓度气氛中吸附CO2的性能及动力学行为。总体而言,吸附剂的CO2吸附能力随着温度的升高、CO2浓度的增加而提升。在700℃、100%体积分数CO2气氛中吸附剂的吸附量最大,可达7.9 mmol/g,吸附剂的利用率为95.2%。利用双指数模型能够很好地描述吸附剂在各个温度以及各个CO2浓度气氛下的CO2吸附过程。吸附活化能随着CO2气氛浓度的升高而降低,CO2体积分数为20%,50%,100%时的吸附活化能分别为26448,14035,6178 J/mol。     

铬渣资源化处理的零排放工艺

采用氧化—还原法对某钢厂的粗铬渣进行提纯回收，对各项工艺参数进行了优化，探讨了铬渣零排放处理工艺的可行性。实验结果表明：在氧化温度80 ℃、氧化时间1.5 h、双氧水加入量2.35 mL/g（以铬渣计），还原时间15 min、还原pH 1.5、NaHSO₃加入量0.445 g/g（以铬渣计），沉淀pH 8.0，煅烧温度1 050 ℃、煅烧时间1 h的条件下，所得废渣的w（Cr）为1.29%，回收铬绿产品的w（Cr₂O₃）为97.20%，铬回收率为94.40%;处理后废水的ρ（总铬）约为0.06 mg/L，低于GB 13456—2012《钢铁工业水污染物排放标准》中规定的1.50 mg/L，既可作为循环用水，也可排放;处理后废渣中含大量硅元素，可作为生产水泥发泡节能砖或砌块的原料;整个回收过程清洁无污染，零排放，且具备一定的盈利空间。     

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。     

固定床活性炭干法烟气脱硫过程的模拟研究

采用流程模拟软件对固定床活性炭干法烟气脱硫过程进行模拟,并用已公开发表的文献实验数据进行了模型验证。模型验证结果与文献值吻合较好。利用该模型对活性炭干法烟气脱硫过程进行模拟研究,探讨了脱硫过程中床层高度、进口烟气中SO_2质量浓度、吸附温度等工艺参数对SO_2脱除率的影响。模拟结果表明:随床层高度增加,SO_2脱除率提高;随进口烟气中SO_2质量浓度增加,SO_2脱除率提高;在吸附温度为100~160℃的范围内,随吸附温度升高,SO_2脱除率逐渐下降。     

SO42-/SnO2 -Fe2O3-硅藻土固体酸催化剂的制备及其对染料废水的催化处理

以硅藻土为载体，采用溶胶-凝胶法引入金属氧化物SnO₂和Fe₂O₃，制备了二元氧化物复合型SO₄^2-/SnO₂-Fe₂O₃-硅藻土固体酸催化剂。利用该催化剂与H₂O₂构成非均相类Fenton试剂氧化体系，催化H₂O₂产生氧化能力极强的·OH，用于处理实际翠蓝废水和模拟亚甲基蓝废水。催化剂的最佳制备条件为：H₂SO₄溶液的浓度3 mol/L，浸渍时间2.0 h，焙烧温度550 ℃，焙烧时间3.5 h，焙烧方式为随炉升降温。实验结果表明：采用在最佳工艺条件下制得的催化剂，处理实际翠蓝废水COD去除率可达79.5%、脱色率达99.6%；处理模拟亚甲基蓝废水COD去除率可达83.1%、脱色率达99.6%。     

微纳米气液分散体系氧化脱除天然气汽车尾气中的复合污染物

采用微纳米气液分散体系对天然气汽车尾气中的复合污染物进行氧化脱除。实验结果表明：CH₄、NO和SO₂的脱除率均随着吸收液中NaCl、十二烷基硫酸钠（SDS）、Fe²⁺和Mn²⁺投加量的增加而先升后降,在酸性和碱性条件下均随着pH的增大呈先升后降的趋势;进气CH₄、NO、SO₂质量浓度为429,267,571 mg/m³时,最佳脱除条件为吸收液pH 6、NaCl投加量0.5 g/L、SDS投加量4 mg/L、Mn²⁺投加量2.0 mmol/L,在此条件下CH₄、NO和SO₂的脱除率分别为85.83%、96.00%和100%。机理研究表明：CH₄被微纳米气泡产生的自由基氧化成CO、CO₂和H₂O,NO氧化成NO₃^-和NO₂^-,SO₂氧化成SO₄^2-;Fe²⁺和Mn²⁺作为催化剂诱导微纳米气泡产生较多自由基。     

分子筛孔结构对CO_2吸附性能的影响

采用巨正则蒙特卡罗方法模拟了CO_2在FAU分子筛上的吸附情况,比较了不同CO_2逸度下,CO_2在分子筛模型上的吸附位、吸附量的变化,拟合了其吸附等温线。结果表明:在吸附饱和状态下,分子筛的孔结构越大,对CO_2的吸附量越大,对于比CO_2分子更小的微孔结构,吸附几乎不发生;在低逸度下,CO_2的吸附主要发生在小孔内,随着逸度的提高,CO_2的吸附量迅速上升;在高逸度下,吸附量的提高主要发生在大孔内;FAU分子筛吸附CO_2的过程符合Ⅰ型Langmuir吸附等温线,在高压下对CO_2的吸附能力远大于低压下的吸附能力。