锰负载MCM-41分子筛催化臭氧氧化水中草酸的研究

通过水热法合成介孔分子筛MCM-41,采用等体积浸渍法制备了Mn负载MCM-41分子筛催化剂(Mn/MCM-41).采用小角X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附等温线及透射电镜(TEM)等对催化剂的成分结构进行了表征.结果表明,Mn/MCM-41保持了纯硅MCM-41有序的介孔结构,锰元素以锰氧化物形式存在,比表面达到852m2/g.在草酸初始质量浓度为20 mg/L、O3投加量为100 mg/h、反应60 min、1％负载量、反应温度为35℃时,催化剂的加入显著改善了草酸的去除率,达到92.8％,是单独O3氧化的5.9倍.     

改性海泡石对Cu~(2+)和Zn~(2+)混合溶液吸附效果研究

用HCL和HNO3对天然α-型海泡石进行改性,450℃下焙烧制得改性海泡石,改性不仅提高了海泡石化学活性,而且由于方解石矿物的消解使样品中海泡石含量从67%提高到约85%。利用改性海泡石对质量浓度为40 mg/L的Cu SO4和Zn SO4的混合溶液进行吸附,结果表明,改性海泡石的吸附性能可提高约2.3倍;0.4 mol/L的HCL改性后的海泡石和0.5 mol/L的HNO3改性后的海泡石对Cu2+和Zn2+的吸附情况最好,吸附率都达到了100%,结果符合离子干扰的规律。通过经济分析得出,HCL改性后的海泡石效果最好、也最经济。     

异质结型CdS/TiO2介孔催化剂光催化降解VOC研究

用水热法制备了CdS/TiO2异质结型介孔光催化剂,并用氮气吸脱附、扫描电镜、透射电镜、红外光谱、荧光光谱、差热-热重等手段对其进行了表征.结果表明,CdS掺杂TiO2具有典型的介孔结构和较高的比表面积.其比表面积为101.9 m2/g,孔体积为0.376 cm3/g,孔径的最可几分布为2.7nm,颗粒粒径在10 nm左右.以丙酮和甲醇模拟VOC底物,评价了催化剂的紫外光催化活性.设计正交试验,考察了催化剂制备过程中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量、硫化镉掺杂量、活化温度、水热温度、水热时间等因素对其光催化性能的影响.试验结果表明,各因素对光催化活性的影响大小顺序为:CTAB用量、硫化镉掺杂量、焙烧温度、水热温度、水热时间.最佳的催化剂制备方案为:CTAB用量0.6g,硫化镉掺杂量0.1％,水热温度180℃,水热时间3h,活化温度350℃.在反应气体积流速为10 mL/min条件下,0.1g的最佳催化剂可将初始质量浓度为15.62 g/m3的丙酮、3.11 g/m3的甲醇完全消除.     

多孔材料改性聚醚嵌段酰胺复合膜分离油气研究

油气在空气中挥发到极限会发生剧烈爆炸，用膜分离技术回收有机气体可以降低危险发生概率。膜分离油气的能力主要受通量和分离系数影响。采用微孔材料Silicalite-1分子筛和介孔材料MCM-41分子筛分别对聚醚嵌段酰胺(PEBA)复合膜进行改性研究。结果显示：两种分子筛在改性PEBA复合膜时，功能层旋涂得相比未改性的更薄，从而产生更高的有机气体通量；分子筛增强了膜的疏水性，使有机气体更易吸附在膜表面。PEBA/MCM-41和PEBA/Silicalite-1改性膜都能有效地增强气体的渗透性和选择性，且低温有利于油气分离。加入介孔分子筛MCM-41的主要分离机理是Knudsen扩散，可使小分子油气的分离系数显著提高，相比未改性的膜可提高近16倍；加入微孔分子筛Silicalite-1的主要分离机理是溶解扩散，可使大分子的分离系数明显提高，相比未改性的膜大约提高6倍。     

纳米复合材料对去除废水中阳离子表面活性剂的实验研究

实验研究了用X型纳米分子筛与硅藻土组成的纳米复合材料,去除废水中阳离子表面活性剂的效果.结果表明,在原水质量浓度为150 mg/L,pH值为7,纳米分子筛与浙江产CD010型硅藻土配比1∶1,搅拌时间10 min条件下,去除水体中阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的效果最佳,去除率和吸附量分别达到95.76%、28.73 mg/g.再生实验结果表明,已经达到吸附饱和的纳米复合材料,在300 ℃高温下煅烧2 h后可以再次利用,对CTAB的去除率达到94%.     

NaA分子筛膜的水热合成及表征

采用水热合成方法在α-Al2O3陶瓷管载体表面合成了致密的NaA分子筛膜,考察了2种原料配比对合成分子筛膜的影响.利用SEM、XRD和单组分气体渗透等方法对NaA分子筛膜进行表征.由SEM照片可以观察到,按照配比n(Na2O)∶n(SiO2)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=2∶2∶1∶200合成的NaA分子筛膜表面存在许多较大的晶体团,影响膜的连续性,而按照配比n(Na2O)∶n(SiO2)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=6∶2∶1∶600合成出的NaA分子筛膜表面平整,分子筛晶粒均匀,二者膜厚均约为20μm.由XRD确定合成出的为NaA分子筛膜.通过单组分气体渗透率测得H2/N2、H2/C3H8理想分离因数接近Knudsen扩散机制的水平,说明气体是通过晶间孔隙渗透的.     

ZnAlFe类水滑石的制备及其吸磷性能的研究

用共沉淀法制备了系列锌铝铁类水滑石(LDH)并考察了LDH的吸磷性能.结果表明,n(Zn)∶n(A1)∶n(Fe)=2∶0.2∶0.8时,LDH对磷酸根的吸附能力最好.温度为30℃,初始pH值为6时,磷饱和吸附容量达51.81 mg/g.吸附前后LDH的XRD和FT-IR分析表明,LDH主要通过表面吸附、离子交换以及形成Zn3(PO4)2·4H2O层来实现磷酸根的去除.     

改性海泡石处理水中低质量浓度NO3-的研究

实验制备酸洗及负载纳米零价铁的海泡石,进行改性海泡石吸附及还原水中低质量浓度NO~-_3的实验研究。结果表明,对于酸洗海泡石(PNS)吸附NO~-_3,吸附效果高于天然海泡石,Freundlich模型比Langmuir模型更好地拟合NO~-_3等温吸附曲线,吸附过程为物理吸附非自发过程,吸附为放热反应,温度升高不利于吸附进行;负载纳米零价铁的海泡石(PNS-nZVI)处理水中NO~-_3符合准一级反应动力学模型。在一定范围内,酸性条件下促进NO~-_3的去除,质量浓度越大去除效果越好,温度在30℃时去除率达到峰值,最佳条件下去除率可达到95.4%。PNS-nZVI还原NO~-_3是一个递进过程,初始阶段NO~-_3先转化成中间产物NO~-_2和部分NH~+_4,随着反应进行NO~-_2逐步转化成NH~+_4,NH~+_4在反应产物中所占比重最大。     

SBA-15介孔分子筛处理废水中氨氮的研究

以具有较高比表面积及较大孔径的介孔分子筛SBA-15、Rod-SBA-15为载体,利用物理吸附的方法吸附废水中的氨氮,Rod-SBA-15由于具有较大的比表面积及孔径而具有较高的脱除效率,还通过测定不同分子筛用量、不同pH值及不同静置时间条件下的吸附效率来确定优选吸附条件,结果表明,分子筛用量优选3 mg/mL,pH值优选6～7,吸附时间优选20 min。     

松针炭载铈材料对罗丹明B的吸附性能研究

在氮气氛围下热解制备松针炭,采用浸渍法将硝酸铈负载到松针炭上,在300℃氛围中焙烧2 h,制得铈改性松针炭。用罗丹明B溶液模拟染料废水,分别研究松针炭和铈改性松针炭对罗丹明B的吸附效果。实验表明:加热温度为300℃、升温速率为10℃/min、加热时间为2 h时,制备的松针炭对罗丹明B的去除率为68.8%;浸渍浓度为0.02 mol/L、焙烧温度为300℃时制备的Ce/PC复合材料对罗丹明B的去除率为81.6%。松针炭经铈改性后,吸附性能大幅提高。