铜锰镧铈复合催化剂的制备及其降解对二甲苯的机制

采用溶胶凝胶法制备了镧掺杂的铜锰镧铈催化剂,研究了其对对二甲苯的催化性能.通过BET、SEM、H₂-TPR、XRD和XPS等对不同元素比例的催化剂进行表征,探讨了催化剂结构和性能的关系;同时,研究了不同影响因素（初始浓度、空速、O₂含量和混合物）对其催化氧化性能的影响;最后,利用FT-IR、XRD和 GC-MS对降解产物进行分析,探究了其催化降解对二甲苯的机理.结果表明,La掺杂增加了催化剂的比表面积和孔体积,以及表面氧含量,抑制了晶体形成,增强了催化活性.Cu-Mn-La-Ce（1：2：1：1）催化剂性能最好,在初始浓度为600 mg·m^-3,空速为15000 h^-1,20% O₂的条件下,其T₉₀为230 ℃.对二甲苯的降解率随着初始浓度、空速的增加而降低,随着O₂含量的增加而增加.气流中混入苯提高了对二甲苯的降解率.对二甲苯催化反应后催化剂表面的 O—H、C＝O、C—H和金属—氧键都相应减少,降解中间产物主要为对甲基苯甲醛和对甲基苯甲酸.降解反应涉及MVK机理,对二甲苯先氧化成对甲基苯甲醛,再氧化成对甲基苯甲酸,最终生成CO₂、H₂O.     

煅烧温度对γ-Fe_2O_3催化剂结构及其脱硝活性的影响

采用沉淀-微波热解法,以Fe SO4·7H2O为铁源制备环境友好的γ-Fe2O3催化剂,结合XRD(X射线衍射)、N2等温吸附-脱附、SEM(扫描电子显微镜)、EDS(能谱仪)等手段对催化剂样品的晶相、孔结构、表面形貌、表面元素组成等进行表征,并考察其NH3-SCR(选择性催化还原)脱硝性能,研究煅烧温度对γ-Fe2O3催化剂物性及NH3-SCR脱硝性能的影响规律.结果表明:300、350和450℃下煅烧制备的催化剂中生成的杂质α-Fe2O3对SCR反应不利,而400℃煅烧制备的γ-Fe2O3催化剂脱硝性能最优,NOx转化率最高可达95%以上,XRD结果表明其纯度高,并且在60~100 nm孔径区间具有发达的孔隙结构,有利于SCR反应进行;随着煅烧温度升高,γ-Fe2O3催化剂表面晶格氧逐渐增加,颗粒形貌经历了片状颗粒(300、350℃)→球状颗粒(400℃)→针状颗粒(450℃)的变化过程,均匀的球状颗粒形貌及其表面丰富的晶格氧是400℃煅烧制得催化剂具备最优脱硝性能的重要因素.     

MCM-41孔径对负载MnOx催化氧化甲苯性能的影响

以3种不同孔径的介孔分子筛MCM-41（2.66、4.24和4.64 nm）为载体,采用等体积浸渍法制备MnO_x/MCM-41,考察了其催化氧化甲苯的活性,并用XRD、TEM、H₂-TPR、O₂-TPD和XPS等手段对催化剂进行表征.结果表明,增大载体孔径改变了锰元素的价态分布,提高了Mn³⁺和表面吸附氧的含量,使得催化剂的氧化还原性和晶格氧流动性也有所提升.因此,载体孔径从2.66 nm增大至4.64 nm后,MnO_x/MCM-41催化氧化甲苯的T90(体积空速=21200 h^-1)从369℃降至335℃.此外,还利用FTIR分析了甲苯的降解途径：甲苯先被活化脱氢,形成苯甲基,被吸附于催化剂表面;然后苯甲基被氧化为苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸,随后苯环被破坏,苯甲酸裂解为马来酸、羧酸和甲酸等物质;最后被完全氧化为水和二氧化碳.     

g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂的制备及酸化改性

以偏钛酸和三聚氰胺为原料,经煅烧制备g-C_3N_4/TiO_2复合纳米光催化剂,研究不同原料配比、煅烧温度和升温速率等制备条件对其可见光催化性能的影响,并采用UV-Vis DRS、FT-IR、XRD、TEM和PL等方法对催化剂进行表征。在可见光条件下,用制备的复合催化剂降解亚甲基蓝,考察了催化剂酸化改性处理对亚甲基蓝光降解效率的影响。结果表明:当m(偏钛酸)∶m(三聚氰胺)为1∶4、煅烧温度为500℃、升温速率为10℃/min时,g-C_3N_4/TiO_2复合纳米材料对20 mg/L亚甲基蓝的可见光降解效率最高,其3 h时降解率可达99.64%。经酸化改性处理后的催化剂,其电子空穴复合率被有效降低,光催化性能得到提高。此外,光催化机理的研究表明,·O_2~-是降解过程中起主要作用的活性物质。     

高分散MnOx/SAPO-34催化剂的制备及其低温NH3选择性催化还原NO性能

采用改进的溶胶-凝胶法制备一系列MnO_x/SAPO-34催化剂,考察了各制备参数对催化剂的结构及其低温氨选择性催化还原(NH_3-SCR)脱硝性能的影响,并通过X射线衍射、N_2吸附-脱附、透射电镜、X射线光电子能谱、NH_3程序升温脱附等手段对催化剂进行表征.结果表明,当制备参数为n(乙醇)/n(Mn)=15,n(H_2O)/n(Mn)=20,n(柠檬酸)/n(Mn)=1,Mn负载量为15%(质量分数),催化剂焙烧温度为350℃时,制备的高分散15%-MnO_x/SAPO-34-350℃催化剂具有最佳的低温SCR活性,在空速为45000 h~(-1)的条件下,且反应温度在120～240℃范围时均保持90%以上的NO转化率和接近100%的N_2选择性.MnO_x纳米颗粒高度分散在SAPO-34载体表面,平均粒径约为5.46 nm,纳米颗粒的表面效应使得该催化剂具备较大的比表面积,暴露出大量的活性位点和高活性的MnO_2(110)晶面,同时,高Mn~(4+)比例和更多的化学吸附氧以及适宜的表面酸强度和酸量也是15%-MnO_x/SAPO-34-350℃催化剂呈现最佳低温SCR活性的重要原因.     

S掺杂无定形TiO2的制备及可见光催化活性

以硫脲为硫源,采用溶胶-凝胶法和低温煅烧法制备S掺杂二氧化钛(S-TiO_2),用XRD、TEM、XPS、FTIR和UV-vis DRS等方法对其进行表征,以水溶液中甲基橙(MO)为目标污染物,评价了其在可见光(λ400 nm)下的催化性能。结果表明,300℃条件下制备的S-TiO_2为无定型态,呈不规则表面粗糙的类片状结构;S-TiO~(4+)_2中Ti以Ti~(4+)和Ti~(3+)存在,S分别以S~(6+)和S的氧化态存在并取代TiO_2晶格中部分Ti,形成Ti-O-S结构,缩小了TiO_2的带隙,增强了其在可见光下的光催化活性。S掺杂量对催化活性有一定的影响,S掺杂量为3%的无定形S-TiO_2(300)催化剂对甲基橙有较好的催化降解效果,光生空穴在降解有机物中起重要作用。     

氧化锰八面体分子筛的合成及其对苯催化氧化性能

采用回流的方法,制备了氧化锰八面体分子筛（OMS-2）纳米棒.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附、程序升温还原（H2-TPR）分别对产物进行晶型、形貌、孔径和H2还原性能进行分析,并考察不同煅烧温度下的催化剂对苯的催化氧化性能及300℃煅烧催化剂的稳定性.结果表明,煅烧温度对氧化锰八面体分子筛（OMS-2）的表面特征有显著的影响,煅烧温度越高,比表面积和孔容越小,平均孔径越大.同时随着煅烧温度的增加,催化剂对苯的催化氧化性能降低.经300℃煅烧的催化剂对苯的催化活性最佳,反应温度为200℃时,苯的转化率达到了50%;当反应温度为250℃时,苯的转化率达到90%.经300℃煅烧的催化剂在260℃下70 h内,对苯的催化氧化性能降低了5%,具有良好的稳定性.     

制备及反应条件对Pt/Al2O3蜂窝状催化剂性能的影响

采用多次涂层 浸渍法制备了蜂窝状Pt Al2 O3 催化剂 .并对焙烧温度和焙烧时间等不同制备条件和反应温度、O2 浓度和空速等不同反应条件下NOx 的选择性催化还原性能进行了研究 .实验表明 ,蜂窝状Pt Al2 O3 催化剂上NOx 转化率在反应温度为 30 0℃左右时出现最高值 .而随反应温度的升高 ,达到最高转化率所需的O2 浓度不断减小 ,分别为 8% ,6 %和 4 % .这可能是由于在高温下O2 会与NO发生竞争吸附 ,从而阻碍了NO催化还原反应的进行 ;同时随着空速的依次增加 ,催化剂的活性逐渐下降 ,催化剂活性曲线的峰值依次向高温方向移动 .实验还说明 ,在过高的焙烧温度和较长的焙烧时间的制备条件下 ,蜂窝状Pt Al2 O3 的催化性能明显下降 .这是因为高的焙烧温度和较长的焙烧时间能够导致蜂窝状Pt Al2 O3 催化剂的表面发生烧结现象 ,使得催化剂的比表面减小 ,从而导致活性降低 .     

金属离子掺杂TiO_2薄膜光催化去除气相中甲醛

采用溶胶-凝胶法在普通玻璃表面制备TiO2,Fe3+/TiO2,La3+/TiO2三种光催化剂,研究了煅烧温度、煅烧时间、涂膜层数、Fe3+和La3+加入量等因素对光催化剂降解气相甲醛的影响。结果表明,La3+/TiO2光催化性能略好于TiO2,Fe3+/TiO2光催化性能最佳。当掺Fe3+的TiO2催化剂煅烧温度为450℃,煅烧时间为2h,Fe:T(imol)=0.3%,涂覆层数为4层,光催化反应3h,实验封闭体系中甲醛的降解率可达49.24%。     

MIL-101(Cr~(3+))可见光催化氧化降解甲基橙的研究

以金属有机多孔材料MIL-101(Cr3+)为非均相催化剂,过硫酸钠(Na2S2O8)为类Fenton体系的氧化剂,在可见光(300 W)下对甲基橙进行催化氧化降解研究。结果表明,MIL-101(Cr3+)在反应时间为120 min时对甲基橙降解率高达91.0%,且回收利用3次后仍表现出优异的降解性能(降解率达到81.0%)。同样条件下,把MIL-101(Cr3+)替换为TiO2或者不添加任何催化剂,甲基橙的降解率分别为25.6%和8.8%。采用紫外-可见漫反射光谱考察了常温下MIL-101(Cr3+)的禁带宽度大小,进一步证明其优异的光催化降解性能;同时还探讨了MIL-101(Cr3+)催化降解甲基橙的可能机理。     

LaFeO_3和SrFeO_(3-λ)对水溶性染料的光催化降解

采用柠檬酸法合成钙钛矿型复合氧化物LaFeO3和SrFeO3 λ,并以其为光催化剂对不同水溶性染料进行光催化降解实验。结果表明 :SrFeO3 λ的光催化活性明显高于LaFeO3,这与A位离子 (La3+ 、Sr2 + )的电子构型的不同有关。     

酸浸法由废旧锌锰电池制取碳酸锰的研究

利用湿法回收技术,对废旧锌锰电池中的锰进行回收处理,制取MnCO3。实验表明,HCl和HNO3的浓度、所用体积以及浸泡时间对MnCO3的产率影响较大。当HCl的浓度为5mol/L、体积为40mL、浸泡时间为180min时,MnCO3的产率可达64.85%;HNO3的浓度为6mol/L、体积为60mL、浸泡时间为80min时,MnCO3的产率可达63.76%。     

3H在黄土中迁移的滞后特征

为证实3H在介质中的吸附,进行了饱和条件下的3H和Br-、3H和99Tc与非饱和条件下的3H和131I的溶质迁移野外现场实验和室内模拟实验.结果表明,3H的迁移速度滞后于Br-、99Tc和131I.模拟结果表明,3H在饱和黄土中迁移的延迟因子约为1.95～2.05,相当于在地下水中迁移的速度比地下水流速慢了50%.影响3H迁移滞后的因素主要有土壤黏土矿物的吸附,土壤中不流动水的存在及土壤的理化性质.该结果对用3H对地下水定年和测速的精度提出了质疑,也为中、低和极低放射性废物处置场中处置3H废物的安全评价提供依据.     

真空紫外光解-活性炭吸附去除甲苯及副产物臭氧

研究了不同条件下产O3低压汞灯对气相中低浓度甲苯的光化学降解,以及活性炭纤维(ACF)对甲苯光解尾气中残余甲苯及光解副产物O3的脱除.结果表明,气流相对湿度(RH)越高、气体流量越大、甲苯的初始浓度越高,甲苯的真空紫外光解速率越高,最高达0.070mg/m3,所产生的O3浓度也越低.气流RH越低,ACF对甲苯和O3的吸附脱除性能越好.负载Mn、Cu氧化物的ACF对O3有更好的分解性能,同时能催化氧化甲苯.在400℃下焙烧的催化剂性能最好,RH8%时对O3的去除率稳定在35%,但当RH增至40%时,对O3的去除率下降为16.9%.     

胡敏酸和富里酸与Fe3+氧化还原动力学研究

采用邻二氮菲比色法研究了Fe3 与不同浓度的胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的氧化还原反应动力学特征.结果表明,采用常用动力学方程对反应过程进行拟合,二级反应方程比较满意.在相同腐殖酸浓度下,随着Fe3 初始浓度的增加,腐殖酸还原Fe3 的速度常数k2降低,而还原反应半衰期t1/2增大;HA还原Fe3 的速率常数k2大于FA,半衰期小于FA. HA对Fe3 的还原能力较FA高,氧化还原容量亦比后者大.     

Ce~(3+)对厌氧颗粒污泥产VFA的影响

采用批式实验,以葡萄糖和乙酸钠为基质,研究投加不同浓度稀土Ce3+对稳定驯化和长期贮存的厌氧颗粒污泥消化产VFA的影响.结果表明,Ce3+浓度＜1 mg/L时可降低消化过程中的VFA浓度,促进丁酸向乙酸的转化以及乙酸转化为甲烷;Ce3+浓度为1～10 mg/L时则抑制细菌活性,不利于乙酸和丁酸的降解.稀土Ce的投加对以葡萄糖为基质的厌氧颗粒污泥消化产VFA中各组分的质量分数影响较小,厌氧消化前期和中期VFA产物主要为丁酸和乙酸,两者含量之和约为96%,丙酸含量＜3%.以乙酸钠为唯一基质厌氧消化时,0.05 mg/L Ce3+的投加对乙酸钠降解具有一定促进作用,可提高反应速率和去除率.污泥经过长期贮存活性降低,但含稀土Ce的厌氧颗粒污泥活性高于不含稀土的污泥,利用含稀土Ce的污泥有利于反应器再启动.     

Fe^3＋掺杂TiO2纳米膜的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂Fe^3＋的TiO2纳米膜,并用x射线衍射方法进行表征;探讨了金属离子铁离子掺杂对TiO2纳米膜光催化降解性能的影响;研究了TiO2纳米膜及掺杂改性的TiO2纳米膜对甲基兰的降解作用,同时还尝试不同掺杂的TiO2纳米膜的杀菌功能。实验结果表明通过掺杂Fe的TiO2纳米膜有优良的光催化降解性能。     

逆向物流对循环经济发展的贡献

人类只有一个地球,世界上任何资源都是稀缺的.因此对资源"减量化、再利用、再循环(5R)"的原则是每一位地球人所赋予的神圣职责.逆向物流是以环境保护为目的的物料回收,它包含产品返回、物品再利用、废弃物处置、再加工处理、维修与再造等物流活动.目前人们对逆向物流的认识,已经从单纯的废弃物回收,上升到资源"再利用和再循环"的高度.     

Fe~(3+)对铜绿微囊藻生长的影响

实验主要研究培养基中不同Fe3+浓度对铜绿微囊藻生长的影响。试验采用0,10,100,1000,10000,30000 nmol/L6个不同Fe3+浓度培养处理,对铜绿微囊藻的生物量,叶绿素a质量浓度,培养基中N、P的含量等分别进行了测定,并通过扫描电镜观察了不同Fe3+浓度处理下铜绿微囊藻细胞的表面结构。结果显示,Fe3+浓度在0～1000 nmol/L范围内,铜绿微囊藻的生长受到抑制,而Fe3+浓度增加到30000 nmol/L时,在培养的前20天内促进了铜绿微囊藻细胞的生长,但随后生物量和叶绿素a的质量浓度突然下降。根据电子显微镜的照片分析,这个现象很可能是因为细胞死亡或自溶所致。试验的结果表明,介质中过高的Fe3+浓度可以加剧水环境的恶化。     

县域生态功能区划研究——以桐柏县为例

结合桐柏县的实例,对县域生态功能区划分的原则和方法进行初步探讨.综合利用3S技术对县域生态敏感性和生态服务功能重要性的分析和评价,提出桐柏县生态服务功能区划的初步方案.将桐柏县划分为生态支持区,产品供给区,生态调节区.简要分析了各功能区在桐柏县经济可持续发展中的地位和作用,指出各区协调发展的方向和途征.