流动态微波催化反应器处理染料废水的工艺稳定性

 酸性蒽醌绿染料在微波辐射催化剂作用下,其脱色率与反应时间、固液比、进样浓度、微波功率密切相关.在静态试验中,固液比为1:2,反应时间为12min,200mg/L的酸性蒽醌绿染料的脱色率达82%.固液比越高,脱色效果越好;但功率过大,造成催化剂损失,效果反而下降.在连续流固液比1:1,进样浓度为200mg/L,HRT为10min,微波功率为250W时,酸性蒽醌绿染料脱色率保持在87.5%左右.     

蒽醌衍生物的废水、副产—烧碱法蒸煮龙须草、麦草、蔗渣、竹、木制浆的研究

蒽醌—烧碱法制浆,是受到造纸行业普遍重视的一项技术革新。但是,由于蒽醌是制造染料的原料,直接用蒽醌作造纸制浆的助剂不仅来源困难而且经济上也不合算,若能利用在生产染料过程排出的大量含蒽醌衍生物的母液(一般称废水,以下简称母液)作为制浆助剂,将是一举多得的好事。可为造纸厂提供大量廉价的制浆助剂;为国家节约大量硫化碱;为染料厂排出的含蒽醌衍生物母液开辟利用的途径。     

Ni_2O_3/AC催化剂催化氧化蒽醌染料中间体废水研究

以活性炭(AC)为载体,负载Ni2O3合成Ni2O3/AC催化剂,以NaClO为氧化剂,催化氧化蒽醌染料中间体1-氨基蒽醌废水。以COD去除率及脱色率为指标,考察了废水pH值、NaClO投放量、催化剂投放量及温度对废水处理的影响。实验结果表明,Ni2O3/AC催化剂在碱性环境下对废水有较好的处理效果;在优化工艺条件下:NaClO投放量6 g/L、催化剂投放量20 g/L、pH=12、温度30℃,1-氨基蒽醌废水COD去除率达到85.1%,脱色率达到96.5%。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试表明,经过处理的1-氨基蒽醌废水未产生其他二次污染物。     

红芝所产漆酶对蒽醌染料的脱色研究

以红芝Ganoderma lucidum发酵所得漆酶粗酶液对蒽醌染料进行脱色实验,分别考察了反应时间、染料浓度、温度、pH、转速等条件对蒽醌染料脱色的影响。结果表明,红芝漆酶粗酶液对蒽醌染料具有很好的脱色效果,脱色的适宜条件为:染料浓度150mg/L、反应温度40℃、pH值3.5。在上述条件下反应8h,蒽醌染料脱色率可达90%左右,摇床转速对染料脱色影响不大。     

基因工程菌漆酶对蒽醌染料的脱色研究

利用基因工程菌甲醇毕赤酵母(PMAD16/pMETαA-Lcc1)培养产生的重组漆酶,研究了重组漆酶对蒽醌染料Remazol Brilliant Blue R脱色的影响。结果表明:重组漆酶对蒽醌染料RBBR脱色的最佳pH值为4.5,温度为45℃,当溶液中漆酶活力为10.0U/mL时,在最适脱色条件下作用14h,粗漆酶和纯化漆酶对蒽醌染料RBBR(80mg/L)的脱色率分别为95.2%和87.5%,重组漆酶可有效地使蒽醌染料RBBR脱色。     

两种放电模式降解甲苯的原位红外研究

采用原位红外对比研究连续放电法和吸附存储-放电法两种降解方式下,γ-Al2O3、Ag/γ-Al2O3、NiO/γ-Al2O3三种催化剂上甲苯的吸附和降解反应,对该过程中催化剂表面中间产物的变化以及催化剂对甲苯降解的作用进行考察.结果表明,吸附存储-放电法要优于连续放电法,其中间产物的种类相对减少,未检测到胺类物质;主要原因是吸附存储-放电模式下的催化剂可以有效利用等离子体产生的活性物种,使中间产物迅速脱附转化.对比γ-Al2O3、Ag/γ-Al2O3、NiO/γ-Al2O3三种催化剂对甲苯的降解作用,结果显示Ag、NiO的添加能有效减少中间产物的累积,其中NiO/γ-Al2O3表现出更良好的效果.     

Al_2O_3光催化降解染料性能研究

液相加热法制备了Al2O3作为光催化剂,研究了不同光源、光照时间、催化剂用量和溶液酸度等条件对常见有机染料光催化降解性能影响。结果表明,用太阳光作为光源照射3h,50mL染料溶液中加入Al2O3 30mg,溶液pH8～10,孔雀石绿,酚藏花红,甲基紫等染料脱色率达93%以上。将使用过的Al2O3经过简单处理,孔雀石绿溶液脱色率仍达到94.1%,催化性能稳定,可以重复利用。通过紫外可见光谱分析,表明染料分子在催化剂和光照条件下发生了降解。     

蒽醌系染料废水的3R处理技术进展与展望

综述了近年来蒽醌系酸性、分散和活性染料及其中间体的减量化合成工艺进展．其中包括1-氨基蒽醌溶剂法α-硝化,溴氨酸和1,4-二羟基蒽醌的新合成方法,CI酸性蓝45,分散蓝73的合成新工艺等。同时综述了含蒽醌系染料及其中间体废水的高效处理工艺即无害化与资源化处理方法。进一步对蒽醌系染料的清洁生产和循环经济进行了技术展望．     

醌化合物强化偶氮染料的生物脱色

考察了醌还原菌群利用氧化还原介质对偶氮染料脱色的强化作用.结果表明,该菌群以AQDS(2,6-二磺酸蒽醌)作为氧化还原介质可强化多种偶氮染料的生物脱色,其中,对活性艳红KE-3B脱色的适宜条件为pH6～9;外加葡萄糖浓度0.05%～0.10%;AQDS浓度10～100mg/L;染料起始浓度≤600mg/L.在此条件下,最大脱色率约为90%,达到最大脱色率的时间<18h.该菌群能以多种蒽醌染料中间体作为氧化还原介质强化偶氮染料活性艳红KE-3B的生物脱色.     

活性黑5高效脱色菌的固定化及其脱色特性研究

采用海藻酸钙包埋法固定活性黑5高效脱色菌,通过正交试验确定固定化的最优条件,考察了pH、温度、初始染料浓度和重复利用次数等因素对固定化菌体脱色特性的影响,同时通过投加固定化颗粒处理模拟染料废水研究其生物强化作用。结果表明,最优固定化条件为海藻酸钠浓度3%,CaCl2浓度2%,菌体量与包埋剂量之比2:1;固定化颗粒对染料脱色的最适pH为8左右,最适温度为30℃,具有耐低温、染料浓度耐受极限高和可重复利用等特性,但在强碱性、高温和重复利用多次后,其机械强度降低;固定化菌体对以葡萄糖为外加碳源的染料废水的脱色效果较好,且浓度以1 g/L为宜,在厌氧污泥反应器中投加固定化颗粒对染料去除效率有所提高。     

Photocatalytic properties of hierarchical CuO nanosheets synthesized by a solution phase method

CuO nanomaterials were synthesized by a simple solution phase method using cetyltrimethylammonium bromide(CTAB) as a surfactant and their photocatalytic property was determined towards the visible-light assisted degradation of Reactive Black-5 dye. A detailed mechanism for the formation of CuO nanostructures has been proposed.The effect of various experimental parameters such as catalyst amount, dye concentration,p H and oxidizing agent on the dye degradation efficiency was studied. About 87% dye was degraded at p H 2 in the presence of CuO nanosheets under visible light. The enhanced photocatalytic activity of CuO nanosheets can be ascribed to good crystallinity, grain size,surface morphology and a strong absorption in the visible region. CuO is found to be a promising catalyst for industrial waste water treatment.     

粉煤灰基催化臭氧处理亚甲基蓝催化剂的制备

以粉煤灰作为载体,用等体积浸渍法负载NiO,CuO,Fe2O3等不同的活性组分,制备出不同单组分和双组分的催化剂,从中选择出最佳的催化剂为NiO/粉煤灰。通过正交试验确定制备NiO/粉煤灰催化剂的最佳条件为:负载量为1wt%,浸渍时间为15 h,煅烧温度为300℃,煅烧时间为2 h。将NiO/粉煤灰催化剂投加到臭氧氧化处理亚甲基蓝模拟废水体系中,处理效果有显著的提高,去除率由单独臭氧处理的88.04%提高到99.12%。     

微波诱导NiO催化降解水中邻苯二甲酸二甲酯

采用超声辐射沉淀-氧化法制备了纳米催化剂NiO,用XRD、XPS、BET和SEM等方法对其进行了表征.构建了微波-NiO催化反应体系,考察了该体系对DMP的去除效率及影响因素,并利用GC/MS、LC/MS鉴定降解产物,提出了可能的降解机理.结果表明：微波诱导NiO催化氧化技术是降解DMP的有效方法,在微波（750W）诱导NiO（0.4mg/L）催化降解体系中,15min内10mg/L DMP的去除率达70%以上.降解效率受到反应体系中不同条件的影响：微波功率的增加可以提高降解效率;催化剂NiO浓度越高,降解速率越快;溶液初始pH值对DMP的降解效率影响非常大,随着pH值的增大,降解效率明显提高.通过GC/MS、LC/MS分析,反应过程中DMP的降解产物主要包括双链水解产物邻苯二甲酸以及异构化产物对苯二甲酸、单链水解产物邻甲酯苯甲酸、苯环三取代产物甲酯基-邻苯二甲酸、侧链缩合形成的双环产物和少量小分子有机酸,由此推断DMP在微波诱导NiO催化体系中的降解主要包括6个途径：水解、异构化、甲酯基反应、侧链缩合成环、羟基化和开环等.     

Degradation of H-acid in aqueous solution by microwave assisted wet air oxidation using Ni-loaded GAC as catalyst

A novel process, microwave assisted catalytic wet air oxidation( MW-CWO), was applied for the degradation of H-acid( l-amino8-naphthol-3, 6-disulfonic acid) in aqueous solution, Ni-loaded granular activated carbon (GAC), prepared by immersion-calcination method, was used as catalyst. The results showed that the MW-CWO process was very effective for the degradation of H-acid in aqueous solution under atmospheric pressure with 87.4% TOC (total organic carbon) reduction in 20 min. Ni on GAC existed in the form of NiO as specified by XRD. Loss of Ni was significant in the initial stage, and then remained almost constant after 20 min reaction. BET surface area results showed that the surface property of GAC after MW-CWO process was superior to that of blank GAC.     

ACF负载金属氧化物及尿素低温去除NO

以活性炭纤维(ACF)负载NiO以及NiO-CeO2制备了一系列催化剂,并在催化剂上负载尿素作为还原剂,研究其在30～120℃范围内的催化还原NO的活性.通过SEM、BET、XRD等表征实验选择性地对催化剂进行了理化特征研究.结果表明,3种不同质量分数的NiO催化剂中,5%NiO/ACF效率较低,10%NiO的催化剂活性以及活性稳定性较好,在90℃即可达到50%左右的NO净化效率,15%NiO/ACF的催化活性稳定性较差.在3种不同质量分数的NiO-CeO2/ACF催化剂中,5%NiO-5%CeO2/ACF的活性以及活性稳定性最好,在110℃可达到55%以上的NO净化效率.10%CeO2-5%NiO/ACF活性高于5%CeO2-10%NiO/ACF;活性金属的最佳负载量为10%,过多的负载量会引起催化剂比表面积的减少从而导致催化剂活性下降;金属氧化物是催化反应的活性中心.对10%CeO2/ACF、10%NiO/ACF和5%CeO2-5%NiO/ACF的研究显示,5%CeO2-5%NiO/ACF的催化活性最好,CeO2和NiO的协同作用使催化剂的活性优于2种单独负载的催化剂.本研究还对催化剂的低温催化机制进行了分析和讨论.     

等离子体催化降解甲苯途径的原位红外研究

考察了在常温常压条件下,等离子体分别协同SiO₂、Al₂O₃、NiO/Al₂O₃降解甲苯的性能,并从材料的介电常数、对甲苯的吸附性及臭氧分解能力等角度分析了不同活性表现的原因,同时,采用原位红外技术研究了甲苯降解过程中催化剂表面吸附物种的变化.结果表明,当甲苯浓度为100 ppm,气体流量为100 mL·min^-1时,一定范围内,甲苯降解率随着能量密度、介电常数、吸附性及臭氧分解能力的提高而提高.甲苯在催化剂表面的吸附对其降解途径有十分重要的影响:在放电区域中加入SiO₂,甲苯仍然在气相中完成降解;而存在Al₂O₃ 及NiO/Al₂O₃时,甲苯氧化成苯甲酸的过程主要发生在催化剂表面,是甲苯催化降解的关键步骤,苯甲酸在活性位点的积累将降低催化剂的反应活性.     

抗生素菌渣催化热解特性的研究

为了将生物质转化为高品质的液体燃料,以青霉素菌渣为催化热解实验原料,在温度为400,500,600,700℃下进行热解实验,以生物质油产率最大化为目的,探究最佳热解温度。在此基础上,选用CoO/HZSM-5和NiO/HZSM-5作为催化剂,对青霉素菌渣进行催化热解实验,探究催化剂对生物油催化提质的作用。结果表明:不添加催化剂时,青霉素菌渣在500℃条件下热解所得的生物质油产率达到最高。在此温度条件下,添加催化剂CoO/HZSM-5和NiO/HZSM-5时,生物质油的产率相对降低,但催化热解后生物油中烃类物质含量分别增加8.66,7.41百分点,达到25.34%和24.09%;含氧类物质如醇类、酯类和醛类物质含量分别降低9.68,12.49百分点,为31.74%和30.34%;含氮杂环类物质含量分别降低5.96,12.49百分点,为32.51%和35.07%。天冬氨酸、组氨酸、谷氨酸和中间产物DKP的催化热解实验进一步解释了青霉素菌渣催化热解的机理。     

In situ preparation of visible-light-driven carbon quantum dots/NaBiO3 hybrid materials for the photoreduction of Cr(VI)

In this study, different carbon quantum dots (CQDs)/NaBiO₃ hybrid materials were synthesized as photocatalysts to effectively utilize visible light for the photocatalytic degradation of contaminants effectively. These hybrid materials exhibit an enhanced photocatalytic reduction of hexavalent chromium (Cr(VI)) in the aqueous medium. Zero-dimensional nanoparticles of CQDs were embedded within the two-dimensional NaBiO₃ nanosheets by the hydrothermal process. Compared with that of the pure NaBiO₃ nanosheets, the photocatalytic performance of the hybrid catalysts was significantly high and 6 wt.% CQDs/NaBiO₃ catalyst exhibited better photocatalytic performance. We performed the first-principles density functional theory calculations to study the interfacial properties of pure NaBiO₃ nanosheets and hybrid photocatalysts, and confirmed the CQDs played an important role in the CQDs/NaBiO₃ composites. The experimental results indicated that the enhanced reduction of Cr(VI) was probably due to the high loading of CQDs (electron acceptor) on NaBiO_3, which made NaBiO₃ nanomaterials to respond in visible light and significantly improved their electron-hole separation efficiency.     

类单晶纳米片状WO3的制备及其光催化性能

通过调控水热温度、反应pH值和前驱体比例制备了类单晶WO₃纳米片光催化材料,通过XRD,SEM,TEM,XPS,UV-vis和光电流密度测试等手段对WO₃纳米片的形貌、晶型、组成以及电荷分离性能进行了表征,并研究了可见光照条件下其对罗丹明B的催化降解活性.结果表明,研究获得了厚度约10nm,边长尺寸约300~500nm的单斜晶相WO₃纳米片,且纳米片具有连续整齐的晶格结构、较高的能带结构和较好的电荷载流子分离性能.光催化实验结果表明,WO₃纳米片催化降解罗丹明B的反应过程符合一级动力学,反应速率常数为2.91h^-1,是WO₃纳米颗粒催化罗丹明B降解反应速率常数（0.56h^-1）的5.2倍,推测WO₃纳米片较好的催化活性是源于其较高的载流子分离效率.自由基捕获实验证明,可见光照下·OH和·O₂^-均为WO₃纳米片催化降解污染物过程中的活性自由基.循环降解实验证明制备的光催化剂具有良好的稳定性.