极性溶剂中ZrO_2催化裂解聚乙烯反应

文章研究了ZrO2催化裂解废旧聚乙烯反应。探讨了影响聚乙烯催化裂解的因素,如反应时间、溶剂种类、催化剂用量等。主要考察了不同条件下制备的ZrO2催化剂催化性能的差异。采用共沉淀法制备催化剂。采用激光粒度分析,XRD等手段对催化剂进行了表征。结果表明:ZrO2在催化裂解废旧聚乙烯反应中具有催化活性,反应浓度、焙烧温度对ZrO2催化剂的催化活性有明显的影响。锆盐溶液浓度在0.05mol/L、焙烧温度400℃得到的ZrO2催化剂活性最高,其裂解率达46.16%。     

玉米芯草酸热裂解液在微生物燃料电池中的产电特性

考察玉米芯经草酸热裂解预处理后产生的热裂解液在单室空气型阴极微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）中的降解及产电特性。玉米芯草酸热裂解预处理的最佳条件为:反应温度160℃,反应时间90 min,草酸用量（质量分数）2%时,可产生的还原糖浓度为0.44 g/g,固体消化率约为58%。当采用稀释20倍的酸式热裂解液时,MFC最大功率密度为278 mW/m2,产电周期约为120 h。使用不同浓度玉米芯酸式热裂解液的MFC对COD去除率均可达到90.0%以上,随着稀释倍数的降低,MFC库仑效率从18.6%降低至9.72%。MFC阳极微生物群落在属水平上,典型产电细菌Geobacter属的相对丰度最高达到3.40%;Klebsiella属在使用稀释20倍酸式热裂解液下的相对丰度达到41.6%。研究结果为强化玉米芯在MFC中的有效利用提供了参考。     

载体对生物质油裂解镍基催化剂的性能影响

以改性处理的CaA分子筛、硅藻土和ZrO_2-CeO_2复合氧化物为载体,分别负载镍制备催化剂,并采用XRD、SEM、TPR、TG、FT-IR对催化剂的结构、形貌、表面酸中心种类、还原性能和积碳性能等进行了表征。结果表明,载体的种类影响催化剂性能,改性后的Ca A分子筛具有较大的比表面积和孔容,负载镍基催化剂表面具有较强的L酸和B酸中心,能与镍物种形成较强的相互作用,在生物质油催化裂解反应中表现出较好的活性,同时催化剂表面较强的酸中心也促进了积碳前驱物的形成;而Ni O/硅藻土催化剂和NiO/ZrO_2-CeO_2催化剂的酸中心强度相对较弱,影响了活性组分与载体的相互作用,活性组分在反应中烧结现象明显。     

废弃塑料裂解油化技术

综述了废弃塑料进行热裂解和催化裂解以获得聚合单体、柴油、汽油和燃料气的工艺原理、工艺流程和常用的裂解催化剂。指出裂解油化技术是今后处理废弃塑料的主要方式之一。     

废塑料催化裂解生成汽柴油中试工艺的研究

研究开发了一套废塑料催化裂解一次转化成汽、柴油的中试装置 ,可日产汽、柴油 2 t,能够实现进料、出油和排渣的连续化操作。裂解反应器具有传热效果好、生产能力大的特点。试验结果表明 :在催化剂加入量为 1%～ 3%、反应温度为 35 0～ 380℃条件下 ,汽油和柴油的总收率可达 70 %以上 ;由废聚乙烯、废聚丙烯和废聚苯乙烯炼制的汽油辛烷值分别为 72、77和 86 ,柴油的凝固点分别为 3℃、-11℃和 -2 2℃。该工艺操作安全 ,无“三废”排放。     

Ga、Zn改性ZSM-5对生物质热裂解产物单环芳烃选择性的影响

针对生物油组分复杂、含氧量高等问题,通过使用金属改性催化剂改善生物油的组成,提高生物油中单环芳烃(Monocyclic Aromatics Hydrocarbon, MAHs)的选择性,并探讨了生物质催化热裂解反应机理。以硝酸镓、硝酸锌为改性剂,采用离子交换法对不同硅铝比的ZSM-5进行改性,使用Py-GC/MS外标法探究硅铝比(30、40、50和60)和金属元素类型(Ga、Zn)对玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃选择性的影响。结果表明,对于Ga/ZSM-5,硅铝比为30时更有利于单环芳烃的产生,此时玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃的相对含量为19.02%,是在母体ZSM-5(30)催化下的1.38倍;对于Zn/ZSM-5,硅铝比为40时更有利于单环芳烃的产生,此时玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃的相对含量为22.18%,是在母体ZSM-5(40)催化下的1.51倍。硅铝比对二甲苯、萘和二甲基萘的产率影响比改性金属元素影响大,改性金属元素对苯、甲苯和茚的产率影响比硅铝比影响大。从生物油的相对含量、元素组成、芳香烃的相对含量、以及单环芳烃的产率来看,Zn/ZSM-5(40)的催化效果优于Ga/...     

催化裂解的环保问题

介绍催化裂解工艺及环境污染的特点。此装置与催化裂化装置相比,含硫污水量大,污染物多,干气、液态烃收率高,一般为11%、41%左右。干气、液态烃中含硫量也增加,催化剂单耗达3kg/t 原料使催化剂粉尘危害严重,为治理此装置的污染,分别采取了含硫污水治理、回收干气、加强液态烃、干气脱硫等一系列防治措施。     

非均相高效催化剂在餐厨废油转化生物柴油中的应用

近年来,非均相催化剂在酯化和转酯化催化制备生物柴油中备受关注。综述了固体碱、固体酸、固定化酶等非均相高效催化剂在生物柴油制备中的研究进展,并展望了新型非均相催化剂在餐厨废油转化制备生物柴油的应用前景。     

污泥中腐殖酸的含量及其特征分析

采用国际腐殖酸协会推荐方法和碱提取法提取污泥中的腐殖酸,得到污泥腐殖酸的含量,测定了腐殖酸的元素含量,用超滤法分析了污泥腐殖酸的级分特征。研究结果表明:用国际腐殖酸协会推荐方法提取的腐殖酸占污泥总固体的14.6%,占污泥有机质的27.0%,其中胡敏酸占90.6%,采用碱提取法提取的腐殖酸占污泥总固体的5.5%,占污泥有机质的10.2%,其中胡敏酸占71.7%。污泥富里酸的碳元素含量为46.8%,胡敏酸的碳元素含量为57.2%。污泥富里酸中分子量在10¹00 kDa的部分TOC含量比例超过80%,胡敏酸中分子量大于100 kDa的部分TOC含量比例超过80%。     

花生壳直接液化制备液体油及催化裂解

该文制备了3种固体超强酸催化剂用于直接液化,分别是Cl~-/ZrO_2、Cl~-/Fe_2O_3和Cl~-/ZrO_2-Fe_2O_3,研究直接液化催化剂对液化产物性能的影响;制备4种分子筛催化剂用于催化裂解,分别是HZSM-5、Fe~(3+)/HZSM-5、Co~(2+)/HZSM-5和Ni~(2+)/HZSM-5,研究催化裂解催化剂对裂解产物性能的影响。实验测定了催化剂的比表面积,进行了X射线衍射分析。直接液化产物的测定显示,Cl~-/ZrO_2的催化效果最好,其轻油混合相的酸值和羟值分别为26.55和404.56 mg KOH/g,重油相的酸值和羟值分别为30.84和206.63 mg KOH/g。催化裂解产物的测定显示,Fe~(3+)/HZSM-5的催化效果最好,其轻油混合相的酸值和羟值分别为27.71 mg KOH/g和320.27 mg KOH/g,重油相的酸值和羟值分别为14.35和294.97 mg KOH/g。催化剂的表征表明,7种催化剂均属于介孔材料,直接液化催化剂中,Cl~-/ZrO_2的比表面积最大;催化裂解催化剂中,Fe~(3+)/HZSM-5的比表面积最大。金属离子是以掺杂的形式位于HZSM-5晶体中,并没有呈现出独立的衍射峰即没有形成独立的金属氧化物。     

微波诱导金属氧化物去除模拟污染土壤中的PCB77

采用硅藻土模拟实际土壤,选用纳米金属氧化物为催化剂,在密封体系中研究了微波诱导催化反应对PCB77污染土壤的修复效果,考察了微波辐射时间、不同纳米金属氧化物、酸的浓度和类型、MnO2添加量对PCB77去除效果的影响.结果表明,与无微波辐射的对照相比,微波诱导催化反应1 min后PCB77的去除率提高了1倍.仅微波辐射条件下,PCB77的去除率随着辐射时间的增加而提高,10 min趋于平衡.此时,在加入8 mol/L H2SO4体系中PCB77可去除50%;在加入水的体系中,去除率约为20%;而在加入10 mol/L NaOH或无水体系中去除率几乎为0.微波诱导MnO2催化去除PCB77的效果最好,反应1 min去除率高达90%以上,而Fe2O3、CuO和Al2O3的催化去除效果较差.在微波诱导MnO2催化条件下,随着H2SO4溶液浓度从1mol/L增加到8 mol/L,PCB77的去除率从37.0%增加到98.5%,且H2SO4溶液主要是起酸化作用.此外,添加0.01、0.03和0.05g MnO2对PCB77催化去除效果基本相同.     

MOFs衍生CuO/ZnO催化剂的制备及其光催化性能的研究

利用Cu₃(BTC)₂为材料模板制备金属氧化物CuO,通过光沉积引入Zn2+煅烧合成双金属氧化物催化剂CuO/ZnO,研究了该催化剂在可见光条件下对罗丹明B的光催化降解性能,确定了罗丹明B在降解过程中的主要活性物种,并利用液相原位红外技术探究其降解机理。结果表明:MOFs衍生物CuO/ZnO催化剂具有优良的光催化降解能力,可见光响应150 min后,对10 mg/L罗丹明B的降解率最高达到67.56%以上,其中发挥主要作用的活性物种是超氧自由基·O₂-;经过5次循环实验后降解率仍在50%以上,证明该材料具有较好的可重复利用性。通过液相原位红外光谱检测,分析推断罗丹明B分子在降解过程中存在乙基、羧基和苯环芳香环结构的破坏以及氨基副产物的释放过程。该研究结果可为高效光催化体系的开发及污染物降解机理的研究提供参考。     

Investigation on Fe, Mn, Zn, Cu, Pb and Cd fractions in the natural surface coating samples and surficial sediments in the Songhua River, China

Natural surface coating samples （NSCSs） from the surface of shingles and surficial sediments （SSs） in the Songhua River, China were employed to investigate the relationship between NSCSs and SSs in fractions of heavy metals （Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, and Cd） using the modified sequential extraction procedure （MSEP）. The results show that the differences between NSCSs and SSs in Fe fi＇actions were insignificant and Fe was dominantly present as residual phase （76.22% for NSCSs and 80.88% for SSs） and Fe-oxides phase （20.33% for NSCSs and 16.15% for SSs）. Significant variation of Mn distribution patterns between NSCSs and SSs was observed with Mn in NSCSs mainly present in Mn-oxides phase （48.27%） and that in SSs present as residual phase （45.44%）. Zn, Cu, Pb and Cd were found dominantly in residual fractions （〉48%）, and next in solid oxides/hydroxides for Zn, Pb and Cd and in easily oxidizable solids/compounds form for Cu, respectively. The heavy metal distribution patterns implied that Fe/Mn oxides both in NSCSs and SSs were more important sinks for binding and adsorption of Zn, Pb and Cd than organic matter （OM）, and inversely, higher affinity of Cu to OM than Fe/Mn oxides in NSCSs and SSs was obtained. Meanwhile, it was found that the distributions of heavy metals in NSCSs and SSs were similar to each other and the pseudo-total concentrations of Zn, Cu, Pb and Cd in NSCSs were greater than those in SSs, highlighting the more importance for NSCSs than SSs in controlling behaviours of heavy metals in aquatic environments.     

钢渣碱活化过硫酸盐降解双酚A

通过钢渣水解后产生的碱性溶液活化过硫酸盐（PS）降解水中的双酚A（BPA）,考察了钢渣、过硫酸钾投加量对体系降解能力的影响.结果表明,在25℃,当投加3g/L钢渣以及2g/L过硫酸钾时,浓度50μg/L的BPA溶液可在1h后被降解72%.扫描电镜、X射线衍射分析及X射线荧光分析表征反应前后的钢渣,结果表明反应后钢渣的CaO及FeO含量均下降.自由基淬灭实验结果表明体系中同时存在O₂^·-,SO₄^·-和·OH 3种活性氧物种,对BPA降解的贡献分别占68.97%,9.52%和21.51%.在自来水中由于含有HCO₃^-水解过程而使降解效率升高,在市政废水出水中由于其他有机污染物对活性氧物种的竞争湮灭而使降解效率降低.机理推断认为,钢渣活化K₂S₂O₈体系中,自由基的生成由两类反应共同实现,除碱活化过程外还包含少量的氧化亚铁催化过程.LC/MS结果表明BPA的降解产物主要包括二羟基的醌及羧酸类物质.     

Tween-80对生物淋滤法去除垃圾焚烧飞灰中重金属的影响

通过接种氧化硫硫杆菌和序批式培养试验,研究了不同浓度表面活性剂Tween-80对飞灰生物淋滤过程中重金属溶出的影响.Tween-80的作用表现为:低质量浓度促进,高质量浓度抑制,最佳质量浓度约为1.5g/L.ρ(Tween-80)为1.5 g/L时可显著提高元素硫的生物氧化速率,加速飞灰浆液的酸化,从而提高飞灰中重金属的溶出(去除)率.但是当ρ(Tween-80)超过3.0 g/L时,将对硫杆菌的生长与增殖产生抑制甚至毒害效应,使生物淋滤反应不能顺利进行.结果表明:在常规的飞灰生物淋滤处理中添加1.5g/L的Tween-80,经过15 d的淋滤,Cd,Zn,Cu与Pb的去除率最高分别达到87.1%,81.8%,72.3%与31.9%;而不加Tween-80的对照组,4种重金属的去除率分别为84.0%,74.4%,67.5%与27.1%.      

沉积物中有机质及金属水合氧化物对γ-666、p,p′-DDT缺氧生物降解性影响

通过逐级去除辽河流域沉积物中有机质,水合铁、铝、锰氧化物,考察了沉积物中有机质和金属水合氧化物对)γ-666、p,p＇-DDT的缺氧生物降解的影响.结果表明,γ-666、p,p＇-DDT的缺氧生物降解均符合准一级动力学方程.在无外加碳源的原沉积物中准一级动力学常数分别为0.020d～、0.009 d^-.外加碳源后,γ-666、p,p＇-DDT在原沉积物中的准一级动力学常数分别为0.071d^-、0.054 d^-;在去除有机质的沉积物中为0.047d、0.037 d^-;在同时去除有机质和金属水合氧化物的沉积物中为0.067d^-、0.059 d^-.表明沉积物中的有机质促进了γ-666、p,p'-DDT的缺氧生物降解性.而金属水合氧化物对γ-666、p,p'-DDT的生物降解性有一定抑制.     

Roles of manganese oxides in degradation of phenol under UV-Vis irradiation: Adsorption, oxidation, and photocatalysis

The effect of crystal structure on photocatalytic activities of manganese oxides and underlying reaction mechanism were investigated.     

酸改性颗粒污泥炭催化降解左氧氟沙星机制

以厌氧颗粒污泥制备了颗粒污泥炭,并用酸进行改性,研究其在异相类芬顿体系中降解左氧氟沙星（LEVO）效能.无机酸改性颗粒污泥炭（GSC-H₃PO₄、GSC-H₂SO₄和GSC-HCl）和未改性颗粒污泥炭（GSC-0）的吸附作用均低于5%,而颗粒污泥（GS）和草酸改性颗粒污泥炭（GSC-H₂C₂O₄）的吸附去除率约为20%.待吸附平衡后,进行异相类芬顿反应,催化剂对LEVO和总有机碳（TOC）的去除率顺序为：GSC-H₃PO₄ > GSC-H₂SO₄ > GSC-HCl > GSC-H₂C₂O₄,远高于GSC-0、GS和未加催化剂的反应.GSC-H₃PO₄表面铁含量高达12.73%,能催化产生更多的·OH,有利于有机污染物的降解.GSC-H₃PO₄对LEVO和TOC的去除率分别高达98.5%和51.9%,重复使用5次后,催化剂上铁的溶出率低于0.8%,仍保持较高的催化效率.通过三维荧光光谱分析和中间产物检测,提出一种LEVO降解途径.此外,GSC-H₃PO₄催化剂还能有效处理医院废水.     

城市固废好氧加速稳定及碳氮迁移试验研究

选取上海市老港填埋场3~4a垃圾做室内强制通风单元体试验,监测固、液、气三相成分变化,并对有机污染负荷的削减规律以及碳、氮元素的迁移规律进行分析与研究.结果表明,固相纤维素/木质素(C/L)值从初始0.8降至0.4以下,固相中BDM、TOC、TN也有降低,固相指标降解速率呈现前期大后期小的特点,且上层垃圾降解程度更大.液相pH值、EC维持在固定区间,有机污染负荷得到了极大地削减,在整个试验期间,TOC、COD、BOD降解率分别达97%、94%、94%,TN、NH₄-N的降解率分别达到95%、94%.试验期间,累积CO₂释放量6.7kg,累计N₂释放量0.75kg.C/L值、降解稳定化归一指标β可作为固相垃圾稳定化程度判定指标,BOD/COD、NH₄-N/TN值可作为液相中可降解物质稳定化程度判定指标.根据质量守恒原理,对试验过程中碳、氮元素的迁移进行了分析.固相累积损失C质量2.09kg,液相累积流失C质量0.14kg,CO₂累积释放C质量1.83kg.固相累积损失N质量0.62kg,液相累积流失N质量0.08kg,N₂累积释放N质量0.75kg.降解基本结束后,固相中仍然残存着大量的不可降解或者难降解的含碳及含氮化合物.     

垃圾渗滤液主要组分的催化湿式氧化降解

利用Mn/Ce复合氧化物催化剂对“年老”垃圾渗滤液主要组分正己酸、正丁酸、乙酸及氨氮进行催化湿式氧化(CWAO)降解,分析了CWAO降解过程中有机酸之间及氨氮与有机酸之间的关系.结果表明,CWAO可降解垃圾渗滤液中正己酸、正丁酸、乙酸,反应进行120min时TOC去除率均达90%以上.降解乙酸、正丁酸和正己酸混合溶液时,升温过程出现有机酸相互抑制降解现象.氨氮的存在导致正丁酸的降解率下降,而有机酸的存在也抑制了氨氮的降解.Ni2+可使催化剂中毒,使催化剂活性降低.