扬水曝气强化催化氧化去除水中有机微污染物

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍焙烧法制备了负载型催化剂RuO2-CeO2/γ-Al2O3、Fe2O3-CeO2/γ-Al2O3、Fe2O3/γ-Al2O3。在扬水曝气条件下,以西安某水源水库水为原水,考察了各催化剂对有机微污染物的净化效果,实验发现,催化剂反复多次使用并无明显失活现象,连续使用20 d以消除单纯吸附的影响后,仍然可在7 d内使UV254、CODMn、DOC的去除率分别达到38%、28%和27%。离子溶出实验表明,Fe2O3/γ-Al2O3有很好的稳定性。综合考虑处理效果、制备工艺以及制备成本,选择Fe2O3/γ-Al2O3为最佳催化剂。为了使催化剂Fe2O3/γ-Al2O3具有最佳活性,分别考察了焙烧时间、焙烧温度、浸渍液浓度、浸渍时间等,并对其制备工艺进行了优化。然后反应前后水样的分子量测定结果表明,反应后大分子比例下降,而小分子比例提高,说明催化氧化将一定量的大分子降解成为小分子。     

常温常压催化湿式氧化降解偶氮染料废水的研究

以过渡金属Fe、Mn、Cu和Zn的硝酸盐为活性组分的前驱物,以γ-Al2O3为载体,制备了负载型催化剂Fe2O3/γ-Al2O3、MnO/γ-Al2O3、CuO/γ-Al2O3和ZnO/γ-Al2O3,并分别以H2O2和NaClO为氧化剂,对比了在常温常压条件下催化湿式氧化工艺处理甲基橙模拟废水的效果.结果表明,Fe2...     

钒硅催化脱硫脱硝的研究

考察了经10% H2-90% Ar(体积分数)还原的钒硅催化剂在固定床石英玻璃反应器中的脱硫脱硝活性,研究了反应温度、SO2/NO摩尔比及O2浓度对SO2和NO脱除率的影响.结果表明,还原后的钒硅催化剂的平均NO脱除率提高了15%左右;反应温度对脱硫脱硝影响较大,当温度为400℃以上时SO2和NO脱除率基本保持稳定;SO2/NO摩尔比为2和5时,钒硅催化剂的NO脱除率较高;模拟烟气中有O2条件下的脱硫脱硝活性明显高于无O2条件,O2体积分数为6.00%时SO2和NO脱除率达到最大.     

Fe添加对Mn/γ-Al2O3催化剂低温选择性催化还原NO的性能影响

为考察Fe添加量对锰基催化剂低温选择性催化还原(SCR)烟气中NO的性能,采用湿式浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体,以MnOx、FeOx为活性组分的系列催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)分析等手段对其进行表征。结果表明:Fe的引入对提高催化剂的SCR活性具有明显的促进作用。Fe添加量为0.04 mmol/g时制备的Mn(0.8)-Fe(0.04)/γ-Al_2O_3催化剂脱硝效率在150℃条件下即可以达到93.1%。Fe添加量为0.04mmol/g时催化剂中形成的球状结晶β-MnO_2分散最为均匀,最有利于催化反应的进行。比表面积不是影响催化剂SCR活性的决定性因素。Mn(0.8)-Fe(0.04)/γ-Al_2O_3催化剂孔径分布以2～50nm的中孔为主,活性组分也主要负载到较大的中孔中,有利于催化反应的进行。Fe的加入可以提高催化剂的抗硫性能。     

微波催化反应中Fe2O3/γ-Al2O3的制备及催化性能研究

以γ-Al2O3为载体,通过等体积浸渍法制备一种载铁催化剂。以微波非均相Fenton反应对甲基橙的脱色效果作为判断催化剂活性的依据,分别考察浸渍液(Fe(NO3)3.9H2O溶液)浓度、焙烧温度、焙烧升温速率、焙烧时间对催化性能的影响,并对复杂协同体系中的反应机制进行初步探讨。结果表明,在浸渍液浓度为8%(质量分数)、焙烧温度为300℃、焙烧升温速率为10℃/min、焙烧时间为2h时催化剂Fe2O3/γ-Al2O3活性最优;复杂协同体系作用机制表现为微波非热效应降低甲基橙分子化学键强度,热效应促使催化剂表面产生"热点",3者(微波、H2O2、催化剂)协同强化催化氧化反应。然而,在微波催化过程中,催化剂孔道坍塌可能影响催化剂活性。     

La2O3-CeO2/γ-Al2O3催化剂还原脱硫耐氧特性及其反应机理研究

用浸渍法制备了一系列稀土催化剂,研究了其催化CO还原SO2为单质硫的耐氧特性及影响其耐氧性能的主要因素,运用XRD技术分析了催化剂物相的变化及脱硫产物成分.结果表明,12% La2O3-8% CeO2/γ-Al2O3复组分催化剂比其他La2O3-CeO2/γ-Al2O3催化剂具有更好的耐氧性能;脱硫温度、催化剂用量、SO2与CO的摩尔比等对催化剂的耐氧性能均有明显的影响.最后,探讨了稀土催化剂脱硫机理,并分析在有O2条件下,引起脱硫率下降的原因是反应过程中O2与CO、S发生了竞争性反应.     

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。     

Mn2O3/γ-Al2O3在超临界水氧化中催化活性的研究

采用浸渍法制备了Mn2O3/γ-Al2O3催化剂,在超临界水中催化氧化降解1,5-萘二磺酸,探索了催化剂Mn2O3活性组分负载量、催化剂空速和反应溶液pH对Mn2O3/γ-Al2O3催化剂活性的影响。结果表明：Mn2O3/γ-Al2O3的催化活性在一定范围内随Mn2O3活性组分负载量的增加而提高;在一定范围内,Mn2O3/γ-Al2O3空速越小,模拟废水的COD去除率越高;Mn2O3/γ-Al2O3催化活性在反应溶液呈酸性情况下比碱性时高。     

Mn203/γ-Al2O3在超临界水氧化中催化活性的研究

采用浸渍法制备了Mn2O3/γ-Al2O3催化剂,在超临界水中催化氯化降解1,5-萘二磺酸,探索了催化剂Mn2O3活性组分负载量、催化剂空速和反应溶液pH对Mn2O3/γ-Al2O3催化剂活性的影响.结果表明:Mn2O3/γ-Al2O3的催化活性在一定范围内随Mn2O3活性组分负载量的增加而提高;在一定范围内,Mn2O3/γ-Al2O3空速越小,模拟废水的COD去除率越高;Mn2O3/γ-Al2O3催化活性在反应溶液呈酸性情况下比碱性时高.     

Fe_2O_3/TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂同时脱硫脱硝性能

以溶胶凝胶法制备的15%TiO_2/γ-Al_2O_3为载体,通过浸渍法制备12%Fe_2O_3/15%TiO_2/γ-A_l2O_3催化剂,采用XRD和TPR对催化剂结构和性质进行表征,并考察不同焙烧温度、焙烧时间和载体对催化剂脱硫脱硝性能的影响。结果显示,最佳焙烧条件为500℃下焙烧3 h,12%Fe_2O_3/15%TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂达到的最高脱硝脱硫率分别为98.2%和95.4%。     

脉冲放电协同Ag改性CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂对富氧条件下NO_x的脱除

随着机动车尾气中氮氧化物排放量的逐年增加,其对环境还有人体的危害也越来越大,为控制氮氧化物的排放,采用多针-板脉冲放电协同负载Ni、Co、Mn、Ce等金属氧物的复合型γ-Al_2O_3催化剂技术研究其在富氧条件下的脱硝效率,以及NO转化率,并使用Ag对γ-Al_2O_3催化剂进行相关改性制备出金属氧化物复合型催化剂,进而研究其脱硝率。结果表明:CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂的催化效果好于其他金属氧化物催化剂,其中脉冲放电协同CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂脱硝率为40.75%;不同负载量的Ce对催化剂活性影响也不同,协同负载量为1%的CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂最佳脱硝效率为48.89%,NO转化率达到67.33%;在Ag改性且Ag负载量为1%后,CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂其协同脉冲放电脱硝效率达到51.67%,对其BET表征后发现比表面积增加了3 m~2·g~(-1),同时催化剂上NO_x的还原活化位点增多。实验结果表明Ag改性CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂协同脉冲放电在富氧条件下可以有效提高NO_x去除率,为下一步开发更高性能的催化剂提供了研究依据。     

Na-Ba/γ-Al2O3的NO和SO2吸附性能研究

研究了Na-Ba/γ-Al2O3吸附催化剂上NO和SO2的吸附-脱附性能.Na、Ba质量分数分别为6.2%、5.4%,焙烧温度和焙烧时间分别为600 ℃和10 h,吸附温度为100 ℃,其对NO、SO2的最大吸附量分别为0.052 4、0.344 mmol/g.同时考察了添加第三活性组份的影响,结果表明,Fe最为有效,Na-Ba/Fe/γ-Al2O3的NO、SO2最大吸附量分别为0.062 4、0.486 mmol/g.漫反射红外光谱研究结果表明,Fe降低了硫酸盐分解温度,促进吸附催化剂的再生.     

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。     

Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂的结构和脱硝性能

研究以纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,以CO为还原剂的脱硝催化剂的脱硝性能。实验中以计算量的Ni(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器中,70℃下至水分蒸干为止;所得粉末在550℃下、空气气氛中焙烧4 h即得所需催化剂。用以上方法分别制备2%Fe2O3-10%Cr2O3/TiO2、4%Fe2O3-8%Cr2O3/TiO2、6%Fe2O3-6%Cr2O3/TiO2、8%Fe2O3-4%Cr2O3/TiO2与10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。实验结果表明,制备的催化剂具有较好的结构,分散较为均匀。对于CO+NO反应,Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂具有较好的催化活性,NO的转化率都达到了100%。其中,10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2样品具有最好的低温活性,H2-TPR结果表明,这是由于10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2催化剂更易于被CO预还原。     

催化超临界水氧化对氨基苯酚

采用CuO/γ-Al2O3和MnO2/γ-Al2O3为催化剂、H2O2为氧化剂,在一连续流固定床反应器中进行了超临界水氧化对氨基苯酚实验.实验结果表明,CuO和MnO2催化剂对于对氨基苯酚的氧化降解具有显著的促进作用.对氨基苯酚的去除率随反应温度和压力的升高、停留时间的延长而提高,在24～26 MPa和400～450℃条件下,数秒钟内COD去除率可达到99%以上,催化剂CuO/γ-Al2O3的催化效果优于MnO2/γ-Al2O3.证明了催化超临界水氧化技术的高效性.     

六铝酸盐催化剂的催化还原脱硫脱硝性能

采用共沉淀法制备Cu和Fe掺杂的六铝酸盐催化剂(SrCuxFe1-xAl11O19-δ,x为0,0.2,0.4,0.5,0.6,0.8,1),通过XRD、TPR、BET等技术方法对催化剂的结构及性质进行了研究,并考察了以CO为还原剂的催化脱硝活性。结果表明,用碳酸铵作为沉淀剂在1 200℃焙烧4 h可以形成完整的六铝酸盐晶型,Cu和Fe能够取代Al3+,很好地促进六铝酸盐晶体结构的形成;SrCuxFe1-xAl11O19-δ催化剂有很好的脱硫脱硝催化活性,此类型的催化剂均使SO2、NO的转化率在空速为6 000 h-1下达到了80%和90%以上。向体系中加入氧气会对催化活性有较大影响。     

Al_2O_3/β-40催化剂同时脱硫脱硝性能

以溶胶凝胶法制备的30Al_2O_3/β-40为载体,采用浸渍法制备出负载不同金属氧化物的催化剂。采用XRD、H_2-TPR、BET对催化剂结构和性质进行表征,以CO为还原剂考察催化剂的脱硫脱硝活性。结果显示12%Ni0/30%Al_2O_3/β-40脱硫脱硝活性最佳,500℃时NO、SO_2转化率均可达到90%以上。     

K2Cr2O7溶液同时脱硫脱硝实验研究

采用K2Cr2O7溶液作为吸收液,在自制的鼓泡反应器内,对模拟烟气进行同时脱硫脱硝的实验研究,考察多种因素对SO2脱除率(即脱硫率)和NO脱除率(即脱硝率)的影响。实验结果表明:K2Cr2O7浓度、反应温度、NO浓度、SO2浓度、烟气流量对脱硫率、脱硝率影响显著;当烟气流量为0.4L/min,气相中O2体积分数为6%,SO2体积分数为0.09%,NO体积分数为0.100%,K2Cr2O7摩尔浓度为10mmol/L,反应温度为40℃时,脱硫率、脱硝率分别达到100%和64.3%。     

球形氧化铝负载Ni-Co双金属催化剂上沼气重整制氢——操作条件的影响

前期研究开发出了活性、稳定性和抗积碳性能都较好的沼气重整制氢Ni-Co/La2O3-Al2O3催化剂。在此基础上选用商业球形氧化铝作为载体(4~5 mm)并掺杂La2O3,用浸渍法制备了Ni-Co/La2O3-Al2O3球形催化剂,以CH4/CO2体积比为1的混合气模拟沼气,考察了操作条件对工业尺度催化剂沼气重整反应性能的影响。结果表明:负载活性组分的γ-Al2O3球形催化剂的沼气重整活性基本达到小试的水平。反应温度升高有利于提高催化剂的重整活性,850℃以上催化剂的活性趋于稳定。反应温度升高有利于减少催化剂的表面积碳,却加速了金属颗粒的团聚。随着空速的增加,催化剂的活性显著降低。较好的催化剂还原方式为用纯H2在700℃下还原2 h,用该方式还原的催化剂反应后金属粒径较小,平均积碳速率较低。     

半干法烧结烟气脱硫灰中亚硫酸钙氧化研究

针对半干法烧结烟气脱硫灰因CaSO3含量高难以有效综合利用的问题,采用静态和动态氧化实验,结合热重-差热分析探讨了半干法烧结烟气脱硫灰中CaSO3的氧化效果.实验结果表明,在沮度为45～90℃,以MnO2、Fe2O3、V2O3为催化剂时,脱硫灰中CaSO3的氧化率不超过3%,催化效果好差为MnO2Fe2O3V2O5;在温度为400～500℃、气固比(空气体积流量与脱硫灰质量比)为0.02～0.06m3/(g·h)、反应时间为30～60min、无外加催化剂时.脱硫灰中CaSO,3的氧化率为40.4%～100.0%;温度在450℃以上时,CaSO3氧化率均在80%以上.