甲基橙废水的常温常压催化湿式氧化实验研究

以Fe、Mn、Cu和Zn的金属氧化物为活性组分,以γ-Al2O3为载体,制备了负载型催化剂,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中处理甲基橙模拟废水的效果.结果表明,Fe/y-Al2O3催化剂较其他催化剂表现出较好的催化活性和稳定性,H2O2为适宜的氧化剂.在Fe/γ-Al2O3加入量为10g/L,氧化剂H2O2加入量为5 mL/L的条件下,处理甲基橙质量浓度为500 mg/L的模拟废水,其脱色率和COD去除率在3 h内均能达到70%以上.与传统的Fenton试剂法相比,以Fe/γ-Al2O3为催化剂的催化湿式过氧化氢氧化工艺具有矿化程度高,催化剂易回收再用的优点.     

H2O2处理酸性大红废水催化剂的研究

对H2O2多相催化氧化处理酸性大红工艺的催化剂进行了研究，探讨了催化剂的制备条件与催化性能间的关系。结果表明，过渡金属氧化物中CuO有较高的催化活性，Mn、Ni、Zn等金属的氧化物几乎无催化活性；采用沉淀法制备的催化剂的催化活性要比采用浸渍法制备的高。在较佳条件下制备的催化剂对于COD为632．5mg／L的酸性大红废水，在H2O2投加量为5mL／L时，COD去除率大于70％，色度去除率达98％。同时考察了该催化剂的稳定性，试验结果表明，催化剂经过多次使用后仍保持较高的催化活性。此外，该催化剂处理其他染料废水也有很好的效果。     

等离子体耦合Ce改性的复合型催化剂去除氮氧化物研究

为开发一种在大气污染物条件下可以复合催化氮氧化物的自制锯板脉冲放电反应器,同时为进一步制备高性能催化剂研究提供试验依据,采用脉冲放电耦合复合型催化剂对NOx进行去除试验.通过分步浸渍法制备一系列催化剂,研究脉冲放电耦合不同活性组分催化剂的脱硝效果,其中重点研究Fe掺杂及其不同掺杂量下制备的Fe/5A催化剂对NO转化率的影响.此外,进一步对Fe/5A催化剂掺杂适量Ce进行改性,进而制备复合型Ce-Fe/5A催化剂.通过XRD、SEM对催化剂进行相关性能表征.结果表明,Fe/5A催化剂活性在Cu/5 A,Mn/5 A,Cr/5A催化剂中最优,且当Fe掺杂的质量分数为8％时,单组分Fe/5A分子筛活性最好.掺杂一定量Ce后的Ce-Fe/5A催化剂表面更光滑,微孔增多,比表面积增大,被覆盖的不饱和金属配位点更易暴露以增加反应所需的活性点位,进而促进催化反应的有效进行,加强对NOx的脱除.当Ce掺杂的质量分数为3％时,Ce-Fe/5A催化剂对NO转化率效果最佳.由于脉冲放电可以改变催化剂的晶形和结构,因此Ce-Fe/5A催化剂耦合脉冲放电可以显著提高脱硝效率,其中添加还原性气体C2H2后效果更佳,且随着电压的增加,Ce-Fe/5A催化剂脱硝效果整体呈上升趋势.     

Ni-ACF催化H_2O_2氧化降解碱性品红废水

以活性炭纤维为载体,Ni2+,Mn2+,Zn2+和Fe2+的硝酸盐为活性组分,采用浸渍法制备了4种负载型催化剂,并以H2O2为氧化剂,碱性品红为目标污染物,用催化湿式氧化法,探讨了催化剂用量、H2O2投加量、染料初始浓度、反应溶液p H值、反应时间和催化剂重复使用等因素对碱性品红脱色效果的影响。结果表明,Ni-ACF较其它催化剂有较好的活性,染料的初始质量浓度为100 mg/L,Ni-ACF的用量为3.2 g/L、H2O2的投加量为20 m L/L、p H值为5.4(原液)时,反应4 h后碱性品红的脱色率达97.7%。催化剂重复使用活性良好,连续使用4次,脱色率仍可达62.5%。     

Cu-Ag/海泡石催化还原NO的研究

以天然海泡石为原料,对其进行酸改性并与活性氧化铝混合后作为催化剂载体,采用浸渍法制备了用于CO还原NO的Cu-Ag复合金属催化剂.对不同Ag负载量催化剂催化还原NO的活性进行了评价,考察了载体对催化剂催化活性的影响,用BET、XRD、SEM等对催化剂进行了表征.结果表明,当Ag负载量不超过5%时,复合金属催化剂性能好于单一金属催化剂;Ag负载量为2%时催化剂性能最好;采用海泡石-氧化铝混合物为载体的催化剂的孔径分布得到改善,对NO催化还原反应有更高的活性.     

阻挡放电光催化净化低浓度含H2S废气试验研究

采用介质阻挡放电光催化方法对低浓度含H2S废气进行试验研究.正交试验结果表明,外加电压对H2S去除率的影响最为显著,其次为初始浓度以及模拟废气停留时间.H2S去除率随外加电压的上升而升高,随初始浓度的增大而降低,随模拟废气停留时间的增长而升高.填料表面负载纳米TiO2光催剂化可有效提高H2S去除率,在外加电压达到22 kV时,有光催化剂比无光催化剂时去除率提高11.9%.研究表明:介质阻挡放电协同光催化净化低浓度含H2S废气能达到85%以上的去除率,且不易产生二次污染.     

利用Cu-Fe复合金属氧化物净化水中的磷

研究了利用Cu-Fe复合金属氧化物净化水中磷的过程。实验结果表明,在吸附剂的制备过程中,加入Cu可以显著提高吸附剂对水中磷的净化效率,Cu的适宜加入量为Cu/Fe摩尔比1∶2。在磷净化过程中,p H值对Cu-Fe复合金属氧化物的净化效率有显著影响,较低的p H值有利于磷的净化;水中磷的净化率随吸附剂用量的增加而增加,适宜的投加量为0.2 g/100 m L;吸附剂对水中磷的净化速度较快,磷的吸附率在5 min内达到87.08%,吸附2 h达到平衡,磷的净化率为98.85%;Cu-Fe复合金属氧化物净化水中磷的吸附等温线符合Langmuir方程,磷的最大吸附量为11.36 mg/g。     

负载型Mn/TiO_2太阳光催化氧化三价砷的研究

通过溶胶凝胶法制备了泡沫镍负载Mn/Ti O2催化剂,并将其应用于太阳光氧化三价砷的研究,考察了Mn/Ti O2的摩尔比、Ti O2负载次数、溶液p H值及菲涅尔透镜的使用对氧化三价砷速度的影响。实验结果表明,Mn/Ti O2的最佳摩尔比为1%,4 h后三价砷完全氧化为五价砷;Ti O2最佳的负载次数为2次;当溶液p H值为9时,催化剂催化氧化三价砷的速度最快,3 h三价砷完全氧化为五价砷;菲涅尔透镜的使用,显著地缩短催化剂氧化三价砷的时间;吸附剂-催化剂联用后,溶液体积20 L、三价砷质量浓度为100μg/L时,3.5 h后能将溶液中的砷全部去除。     

Fenton氧化技术处理硝基苯废水的实验研究

利用Fenton试剂法对硝基苯废水进行处理,采用正交实验和单因素实验研究H2O2用量、Fe(Ⅱ)浓度、pH值和反应时间等4个主要因素对氧化效果的影响,确定反应的最佳工艺条件为:当Fe(Ⅱ)质量浓度为50 mg/L,pH值在5.7左右,H2O2质量浓度为300 mg/L,反应50 min,体系中硝基苯去除率可达到94%以上,COD去除率可达36.52%.另外,深入研究其他过渡金属离子如Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)等对Fenton氧化反应过程的影响,结果发现Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ) 作催化剂更有利于COD去除率的提高,且Mn(Ⅱ)/H2O2体系的反应溶液色度最小.     

铜铁共掺杂TiO2/膨润土光催化剂的制备及光催化性能

以溶胶-凝胶法、液相沉淀法和机械混合法制备了Cu-Fe双金属掺杂的TiO2/膨润土复合光催化剂,采用XRD、FTIR对其进行了结构表征,以紫外光和可见光催化降解直接天蓝染料废水为模型,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:各催化剂中均有锐钛矿型TiO2生成,且部分TiO2进入了膨润土的蒙脱石层间,改变了其层间的有序性,生成了Ti—O—Si键,实现了TiO2粒子与膨润土的复合。溶胶-凝胶法制备的催化剂中TiO2与膨润土的复合程度最高,Cu2+和Fe3+成功掺入了TiO2晶格,形成了复合半导体,拓宽了TiO2的光谱响应范围,使该催化剂表现出最优的光催化活性,并且该催化剂性能稳定,易于沉降分离,经高温活化再生后仍具有良好的催化活性,可重复多次使用,表现出良好的再生性能。     

催化法去除氮氧化物的研究进展

综述了国内外氮氧化物的催化去除方法,着重讨论了SCR法和SCO法.在SCR法的分析中,针对传统还原剂NH3,通过改进催化剂的方法提高NO的转化.此外讨论了新型还原剂,如炭、低碳烃、CO和氢气的SCR法去除氮氧化物的研究进展.在SCO法的分析中,阐述了分子筛、活性炭、金属氧化物等不同类型催化剂催化氧化NO的特点及存在的问题.     

Study of Fe–Co mixed metal oxide nanoparticles in the catalytic low-temperature CO oxidation

Iron–cobalt mixed metal oxide nanoparticles (Co/Fe molar ratio: 1/5) have been prepared by a simple co-precipitation method and employed as catalyst in low-temperature CO oxidation. The prepared catalysts were characterized by thermal gravimetric and differential thermal gravimetric analyses (TGA/DTG), X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR), N₂ adsorption (BET) and transmission electron microscopy (TEM) techniques. The results revealed that inexpensive iron–cobalt mixed metal oxide nanoparticles have a high potential as catalyst in low temperature CO oxidation. The results showed that increasing in calcination temperature increased the crystallite and particle size and decreased the specific surface area, which caused a decrease in catalytic activity of prepared catalysts. In addition, the pretreatment conditions affect the catalytic activity and catalyst pretreated under oxidative atmosphere showed the higher activity than those pretreated under reductive and inert atmospheres.     

浸渍液pH值对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响研究

为提升V-Mo/Ti催化剂的脱硝性能,在催化剂制备过程中调节浸渍工艺参数,制备了一系列不同浸渍液pH值的催化剂,采用XRD、N2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-Vis、H2-TPR、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征,考察了pH值的变化对催化剂物理化学性能的影响,采用固定床微型反应器对催化剂的脱硝性能进行评价。结果表明,降低浸渍液pH值,可以抑制催化剂上VOx物种的聚合,提升催化剂的还原性能,有利于提升催化剂的脱硝效率,降低脱硝反应过程中N2O生成量。同时,浸渍液pH值的变化,也会影响催化剂的酸性性能。当浸渍液pH值低于3.64时,催化剂酸性性能显著降低,造成催化剂脱硝性能降低;当浸渍液pH值控制在3.64时,催化剂的还原性能和酸性性能匹配较好,从而显示了较高的脱硝性能。     

Ethanol Steam Reforming in a Microchannel Reactor

The reaction between ethanol and water was studied in the temperature range of 400–600°C at atmospheric pressure over supported catalysts in a microchannel reactor. The supported catalysts prepared by washcoating and impregnation were active in the ethanol steam reforming but differ in their performance. The metal nature, metal loading and type of the carriers markedly influence the catalytic activity and selectivity of the catalysts. Among them Rh-based catalysts exhibited the highest catalytic activity, as compared to Co and Ni-based catalysts. Bimetallic Rh-Ni catalysts exhibit significant improvement in terms of ethanol conversion and hydrogen selectivity and the promoting role of the Ni and CeO₂ addition is discussed. The bimetallic Rh-Ni catalyst promoted by CeO₂ was stable for at least 100 h without any detectable degradation in performance.     

新型类Fenton催化剂表征及其降解染料废水的试验研究

钴基和铜基类Fenton催化剂是近年来的研究热点,对新型类Fenton催化剂进行SEM,EDS,XPS表征,得知催化剂中的金属元素主要为钴和铜。通过单因素分析法,研究影响该催化剂处理甲基橙模拟废水效果的因素。结果表明:该催化剂在pH为3~9的范围内均表现出较好的催化降解能力;当双氧水的添加量达到20 mL/L时,催化降解能力不再增加;催化剂的投加量影响催化降解能力达到最大的时间;此外,双氧水的投加方式影响降解所需的时间而对最终的处理效果影响不大。     

燃煤电厂烟气脱氮脱硫脱除重金属一体化研究

随着国家环保法规的不断完善和发展,我国对燃煤电厂排放硫氧化物、氮氧化物以及重金属的控制日益严格.介绍了目前燃煤电厂中选择性催化还原(SCR)法的工艺流程、化学反应机理和以飞灰为载体的金属氧化物作催化剂的脱氮脱硫脱除重金属的实验情况.分析研究了在利用NH3作为还原剂的SCR法脱氮的基础上,同时脱氮脱硫脱除重金属的可行性.重点分析了在SCR反应器中采用以飞灰为载体的铜氧化物吸收剂同时脱氮脱硫脱除重金属的应用,并对我国燃煤电厂烟气脱氮脱硫脱除重金属的一体化研究提出了几点建议.     

铂载钴钼二元硫化物对H_2S电催化活性研究

为考察溶胶凝胶法制备的Co-Mo二元硫化物对H_2S气体的电催化活性,通过循环伏安法和Tafel曲线分析对铂载不同Co、Mo掺杂比的电催化剂进行表征.结果表明,不同阳极电催化剂交换电流密度J_0由大到小依次为,铂载n(Co):n(Mo)=2:3、铂载n(Co):n(Mo)=2:1、铂载n(Co):n(Mo)=1:1和铂,即铂载n(Co):n(Mo)=2:3阳极电催化剂具有较好的活性,这与循环伏安曲线测试结果一致.电解质溶液pH值为6～7时,随着温度的升高铂载n(co):n(Mo)=2:3阳极电催化剂活性呈现上升的趋势.优化后的Co、Mo掺杂原子比约为0.66,此类电催化剂在操作温度80℃下,交换电流密度为1.318mA/cm~2,表观活化焙值为616.6 kJ/mol .研究表明,铂载钴钼二元硫化物适合作为低温H_2S燃料电池阳极电催化剂,其中Co、Mo掺杂比对电催化活性影响较大.     

不同喷嘴类型静电旋风水膜除尘系统配置优化实验研究*

为对比加宽版吹风喷头、1 mm孔径广角实心喷嘴和组合型喷嘴配置下的静电旋风水膜除尘系统的除尘效果,对进口风速、静电电压和单位面积流量3个单因素进行实验。研究结果表明:借助SPSS软件正交实验设计得出各喷嘴最佳参数、除尘效率影响因素排序均为进口风速＞静电电压＞单位面积流量。在各喷嘴最佳参数下,除尘性能排序为组合型喷嘴>加宽版吹风喷头>1 mm孔径广角实心喷嘴。在组合型喷嘴最佳参数（进口风速12.03 m/s、单位面积流量1.02 L/(m2·s)、电压45 kV）下,当进口风速不变时,除尘系统的分级除尘效率随粉尘颗粒粒径的增大而增大,但增幅不断地变缓,粒径约为40 μm时分级效率近似达到100%;当粉尘颗粒粒径不变时,分级效率随进口风速的增大呈现递减的趋势,粒径越大下的分级效率越接近。     

Cu/γ-Al2O3的制备及对活性艳红X-3B的脱色性能研究

为实现活性染料X-3B废水在常温常压下高效地脱色,以过渡金属为活性组分、活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列M/γ-Al_2O_3(M=Cu2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+)负载型催化剂,并考察其对活性艳红X-3B模拟染料废水的脱色性能,同时考察了活性组分、焙烧温度、负载量、催化剂投加量、氧化剂用量及pH值等因素对活性艳红X-3B脱色性能的影响规律。结果表明,常温常压下,以Cu2+为活性组分,焙烧温度为350℃、负载量为4%(质量分数)、氧化剂H_2O_2浓度为58 mmol/L、催化剂投加量为1.2 g/L、pH值为5~7、反应50 min时,催化剂对活性艳红X-3B废水的脱色效果最佳,脱色率可达95%以上。平行试验表明,Cu2+的存在可增加载体表面的吸附中心,H_2O_2可分解产生HO·,当两者共存时,活性艳红X-3B在催化剂表面主要发生化学吸附与催化氧化两种反应过程,且染料在Cu/γ-Al_2O_3上发生的吸附作用明显大于H_2O_2分解产生HO·而引发的催化氧化作用。动力学试验表明,活性艳红X-3B反应过程动力学模型与初始质量浓度有关,大于等于200 mg/L时,符合准一级动力学方程。     

Electro-Fenton degradation of cationic red X-GRL using an activated carbon fiber cathode

We reported the study of the degradation of the azo dye cationic red X-GRL by the electro-Fenton process using an activated carbon fiber cathode. The electrogeneration of hydrogen peroxide in solution using different material cathodes fed with air was investigated, and the results revealed that the activated carbon fiber cathode was more effective compared to the graphite cathode. The decolorization and mineralization of cationic red X-GRL were also determined. The effect of the operating parameters, such as the initial Fe²⁺ concentration, temperature and initial dye concentration, was investigated. The optimum Fe²⁺ catalyst concentration values for the degradation of cationic red X-GRL was found to be 5 mM. The rate of decolorization and mineralization of dye could be accelerated by increasing the temperature. In addition, the decolorization and total organic carbon (TOC) removal efficiency decreased with the increasing initial dye concentration, while the TOC removal increased. Two different transition metal ions (Cu²⁺ and Mn²⁺) were applied as substitutes for ferrous sulfate for evaluating catalytic effect. The results indicated that Cu²⁺ and Mn²⁺ were more effective than Fe²⁺ in catalyzing the degradation of the dye.