CeO2/TiO2纳米管催化剂脱硝性能研究

利用废气中本身含有的CO催化还原烟气中的NO_x,可以实现以废治废。采用TiO₂纳米管负载CeO₂,制备CeO₂/TiO₂纳米管催化剂,并对其进行了SEM表征及影响因素实验。实验结果表明：在n（Ce）∶n（Ti）=3∶7、焙烧温度500 ℃、焙烧时间3 h时制备的CeO₂/TiO₂纳米管催化剂形貌较好,表面颗粒分布相对均匀;反应温度400~600 ℃时NO脱除率达98%;该催化剂具有一定的抗氧性能;当n（SO₂）∶n（NO）=（1∶2）~（2∶1）时,NO脱除率仍然在95%以上。     

酸性氯化铜蚀刻废液一步沉淀法制备碱式碳酸铜

以酸性氯化铜蚀刻废液为原料,在Na₂CO₃和助剂A存在下,采用一步沉淀法制备碱式碳酸铜。考察了反应pH、n（Na₂CO₃）∶n（助剂A）、反应时间和反应温度对碱式碳酸铜制备效果的影响,并采用XRD、TG 及SEM对产品进行了表征。实验结果表明：在反应pH 7.0、沉淀剂配比n（Na₂CO₃）∶n（助剂A）=1∶2、反应时间1.0 h、反应温度70 ℃的条件下,产品的w（Cu²⁺）达55.62%,w（Cl^-）为0.013%,符合HG/T 4825—2015《工业碱式碳酸铜》的要求;蚀刻废液中Cu²⁺的回收率接近100%。表征结果表明,制得的产品为单一组分CuCO₃·Cu（OH）₂,小颗粒为直径1.8~5.4 μm的不规则球形,团聚后的大颗粒呈姜块状形貌,粒径为48~75 μm。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体，先后负载CeO₂，MnC₂O₄，Fe（NO₃）₃，CrO₃，Ni（NO₃）₂，NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂，并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：Fe，Mn，Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N₂选择性;γ-Al₂O₃对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明：各金属化合物的最佳加入量为 w（MnC₂O₄·2H₂O）=20%，w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%，w（CrO₃）=10%，w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%，w（NH₄VO₃）=10%，w（CeO₂）=5%，w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃负载多金属复合物为催化剂，在脱硝反应温度为205 ℃的条件下，NO转化率为96.7%;γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂经5次重复使用，NO转化率仍可稳定在94%左右。     

臭氧氧化—钙法吸收工艺对烟气的同步脱硫脱硝

针对中国石化镇海炼化乙烯动力锅炉烟气的特点,进行烟气模拟,采用臭氧氧化—钙法吸收同时脱硫脱硝工艺处理模拟烟气。实验对比了单独脱硫和脱硝过程与同时脱硫脱硝工艺的脱硫、脱硝效果,探究了烟气在反应器中的停留时间、臭氧投加量和烟气含氧量对SO₂去除率和NO_x去除率的影响。实验结果表明：SO₂和NO的共存可促进污染物的去除;烟气停留时间延长,SO₂去除率提高,NO_x去除率先升高后降低;臭氧与NO摩尔比增加,NO_x去除率提高,SO₂去除率略有降低。综合考虑选择烟气停留时间3.4 s,烟气含氧量12%（φ）,臭氧与NO摩尔比0.7,在此工艺条件下反应70 min,NO_x去除率为73.8%,SO₂去除率为74.1%。     

臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对烟气的同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝处理。O_3于150℃下具有较高的热稳定性,可将NO氧化为高价态氮氧化物,且NO氧化率随n(O_3)∶n(NO)的增大而逐渐提高。烟气中SO_2和H_2O的存在对NO氧化率的影响不大。O_3对SO_2的氧化率较低,约为5%。3%(w)石灰石浆液对SO_2的吸收率接近100%,NO_x吸收率随n(O_3)∶n(NO)的增大而逐渐提高,当n(O_3)∶n(NO)为1.6时NO_x吸收率可达约65%。SO_2能促进吸收液对NO_x的脱除。石灰石浆液中加入0.2%(w)的(NH_4)_2SO_3或Na_2SO_3后NO_x吸收率可达约85%或82%,且吸收率随添加剂加入量的增加而提高,添加(NH_4)_2SO_3的NO_x吸收率略高于添加Na_2SO_3。     

氮掺杂活性炭催化湿式氧化—Ca（OH）2沉淀工艺去除草甘膦废水中的磷

用30%（w）H₂O₂溶液氧化处理活性炭（AC）,再以三聚氰胺为含氮前驱体经高温处理制得氮掺杂AC催化剂。采用催化湿式氧化（CWO）法去除草甘膦废水中的有机磷（OP）,将其彻底氧化降解为PO₄^3-,再利用Ca（OH）₂沉淀法去除总磷（TP）。表征结果显示：氮掺杂改性可在AC表面形成多种含氮碱性官能团,从而提高其对OP的催化氧化活性。实验结果表明：在温和的工艺条件下（130 ℃,1 MPa）,该催化剂对不同来源废水的OP去除率均高于90%;当m（Ca（OH）₂）∶m（TP）为20时,Ca（OH）₂沉淀可有效去除CWO出水中的TP,最终出水TP质量浓度小于5 mg/L,可有效缓解后续生化系统除磷的压力。     

选择性非催化还原法烟气脱硝工业试验

以氨水作为还原剂，在日产5kt的新型干法水泥生产线分解炉上进行选择性非催化还原脱硝工艺的工业性试验研究。在氨水质量分数为13.0%、喷入点温度为894℃、n（NH₃）∶n（NO_x）为1.2、雾化压力为0.35MPa的条件下，NO_x去除率最高，为72.8%，剩余NO_x质量浓度为196mg/m³，剩余NH₃质量浓度小于0.9mg/m³，远低于《水泥工业大气污染物排放标准》征求意见稿中限定的NO_x和NH₃质量浓度。     

抗坏血酸和铁系还原剂修复铬污染土壤

通过投加抗坏血酸(C₆H₈O₆)或铁系还原剂(FeCl₂,(NH₄)₂Fe(SO₄)₂,FeS)对重庆某化工厂的Cr污染土壤进行修复。除FeS外,其余3种还原剂对土壤中Cr(Ⅵ)的还原率均达80%以上,稳定效率均超73%,且投加量为理论值3倍和4倍时的效果相差不大。C₆H₈O₆相比于铁系还原剂表现出更好的长期稳定性,4~30 d的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中Cr(Ⅵ)的浸出限值(1.5 mg/L)。投加3倍理论值C₆H₈O₆的土壤在30 d时的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度仅为0.83 mg/L,稳定效率高达98.3%。除FeS外,其余3种还原剂均显著增加了土壤中Cr的残渣态占比。FeCl₂和(NH₄)₂Fe(SO₄)₂会导致土壤pH降低。4种还原剂均未对土壤晶体结构产生明显影响。     

稀土元素Pr辅助的类Fenton试剂氧化法处理染料废水

以靛蓝为目标污染物，采用稀土元素Pr辅助的类Fenton试剂氧化法处理模拟染料废水。制备了双金属氧化物催化剂Fe_2-xPr_xO₃，考察了催化剂中n（Pr）∶n（Fe）、催化剂加入量、初始靛蓝质量浓度、H₂O₂加入量、废水pH对废水脱色效果的影响。实验结果表明：Pr在很大程度上提高了类Fenton反应的效率，废水脱色率得到显著提高；在n（Pr）∶n（Fe）=1∶5、初始靛蓝质量浓度为30 mg/L、催化剂加入量为500 mg/L、H₂O₂加入量为40 mL/L、废水pH为3的最佳工艺条件下，反应50 min时废水脱色率达到92.78%。     

CdSe量子点的合成及其在重金属离子检测中的应用

以3-巯基丙酸（3-MPA）为修饰剂合成了水溶性CdSe量子点,优化了合成条件,并以其为荧光探针建立了水样中Pb²⁺和Hg²⁺的检测方法。实验结果表明：在n（Se）∶n（Cd²⁺）为1∶6、n（Se）∶n（NaBH₄）为1∶3、n（Cd²⁺）∶n（3-MPA）为1∶6、反应pH为11、回流温度为100 ℃、回流时间为60 min的优化条件下合成的量子点荧光性能较优;量子点的荧光猝灭强度与Pb²⁺或Hg²⁺的质量浓度呈良好的线性关系,线性范围分别为0.005~10 mg/L和0.001~1 mg/L,检出限分别为0.003 mg/L和0.001 mg/L,相对标准偏差分别为1.23%和1.29%,可应用于实际水样中Pb²⁺和Hg²⁺的检测。     

次氯酸钙溶液的脱硫脱硝特性

采用Ca(ClO)2溶液在高效反应瓶中与模拟烟气进行脱硫脱硝实验,考察了模拟烟气中SO2和NOx的去除效果,以动力学为理论基础研究了Ca(ClO)2的脱硫脱硝性能。实验结果表明:在模拟烟气中SO2,NO,NO2的质量浓度分别为3700,1300,820 mg/m^3及Ca(ClO)2溶液浓度为0.35 mol/L的条件下,SO2去除率达到100%,NOx去除率达到67%。脱硫过程中吸收液中的ClO-是100%脱硫率的保障。Ca^2+吸收SO2的反应速率呈现一级反应的特征。得到的脱硫产物CaSO4·2H2O达到了工业石膏的品质要求。同时脱硫脱硝时NOx和SO2具有协同作用。     

复合载体对选择性催化还原催化剂低温脱硝性能的影响

采用浆液浸涂法在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆Al2O_3-TiO_2-ZSM-5分子筛复合载体,并通过浸渍法负载活性组分Mn-Fe-Ce,制备了M/ATZ-CC选择性催化还原催化剂。考察了催化剂的低温脱硝活性和抗水性能,表征了催化剂的物性参数和氨-程序升温脱附性能。实验结果表明,M/ATZ-CC催化剂具有优异的脱硝活性和抗水性能,在反应温度为160℃、水蒸气加入量为10%(φ)、NO体积分数为0.1%、n(NH_3)∶n(NO)=1、O_2体积分数为3.0%、体积空速为3 000~10 000 h~(-1)的条件下,NO去除率在80%以上。表征结果显示,该催化剂的比表面积、孔径、弱酸酸量、中强酸酸量和总酸量得到了显著提高。     

废弃SCR催化剂中钒和钨的浸出及回收

采用NaOH溶液一次性浸出废弃SCR催化剂中的钒和钨,并用硫酸对浸出液进行除杂,再利用NH4Cl和硫酸分步对浸出液中的钒和钨进行沉淀回收。在NaOH质量分数40%、液固比8、浸出时间4 h、浸出温度90℃的最佳碱浸条件下,钒和钨的浸出率分别达到90.44%和84.49%。除杂过程的铝去除率达到100%,硅去除率达到77.56%。在沉钒pH为8.0、n(NH_4~+)∶n(V)为4的最佳沉钒条件下,钒回收率达到82.79%。在n(SO_4~(2-))∶n(W)为2的最佳沉钨条件下,钨回收率达到76.41%。     

铁铈钛复合氧化物催化剂的制备及其选择性催化还原NO的性能

采用共沉淀法制备了一种新型催化剂——铁铈钛复合氧化物催化剂，研究了Fe掺加量、体积空速以及H2O和SO2的加入对其选择性催化还原NO性能的影响；采用XRD和SEM等手段对催化剂的结构和形貌进行了表征。表征结果显示，Fe的掺加使催化剂表面的颗粒更均匀，提高了催化剂的分散度。实验结果表明：以Ce（NO3）3，Fe（NO3）3?9H2O，TiOSO4?2H2O为原料、按n（Ce）∶n（Fe）∶n（Ti）=0.2∶0.8∶1配比制得的Ce0.2Fe0.8TiOx为催化剂，在反应温度250 ℃、反应时间3 h、体积空速25 000 h-1的条件下，NO去除率为99.8%，N2选择性为100%；Fe的掺加显著提高了Ce0.2Fe0.8TiOx催化剂的抗H2O和SO2的能力。     

工业烟气氨法-络合法同时脱硫脱硝

在脱硫脱硝喷淋装置上采用氨法-络合法处理工业烟气。考察了吸收液pH、Fe(Ⅱ)EDTA浓度、初始烟气浓度、液气比对烟气同时脱硫脱硝效果的影响。实验结果表明:吸收液的酸碱度通过影响Fe(Ⅱ)与EDTA的络合形式进而影响NO去除率;SO_2去除率主要受吸收液pH和初始SO_2质量浓度的影响;当吸收液pH大于8、吸收液Fe(Ⅱ)EDTA浓度大于0.100 mol/L、初始SO_2质量浓度小于1 500 mg/m3、初始NO质量浓度为1 200 mg/m3时,SO_2去除率均在95%以上,NO去除率为54%;当液气比由1 L/m3增大至4 L/m3时,有效脱硫时间和有效脱硝时间分别增长了7 min和4 min。     

A/O—Fenton氧化—混凝组合工艺处理丁苯橡胶生产废水

采用A/O—Fenton氧化—混凝组合工艺处理丁苯橡胶生产废水。试验结果表明:A/O工段中,在兼氧池HRT 8 h、好氧池HRT 16 h、好氧池MLSS 2 500~3 500 mg/L的优化参数下,平均COD,NH3-N,TP去除率分别为72.9%,96.2%,51.3%;Fenton氧化工段中,在30%(w)H2O2溶液加入量0.2%(φ)、n(H2O2)∶n(Fe SO4)=2∶1、Fenton氧化反应时间70 min、Fenton氧化进水p H 5.0的优化条件下,COD和TP的去除率分别为56.0%和57.0%;A/O—Fenton氧化—混凝组合工艺对COD、NH3-N、TP、浊度的总去除率分别为94.8%,96.2%,100%,94.0%,处理后出水满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的一级标准。     

脉冲电晕放电低温等离子体分解NH_3的动力学及机理研究

探讨了脉冲电晕放电低温等离子体分解NH_3的反应动力学及机理。采用比色法和离子色谱法分析了反应产物。考察了低温等离子体分解—水吸收联合工艺对含NH_3气体的处理效果。实验结果表明:低温等离子体分解NH_3符合准一级动力学经验模型kt=ln(ρ0/ρt)=-ln(1-D),其中k=0.007 9P-0.190 3(P≥24.08);NH_3的去除主要通过高能电子作用直接分解或与中间产物反应生成NH_4NO_3和NH_4NO_2两种方式;该联合工艺不仅可去除NH_4NO_3、NH_4NO_2等水溶性降解产物,同时臭氧遇水生成的·OH还可进一步分解水溶液中溶解性NH_3。