Ti/RuO2-SnO2-TiO2涂层电极电催化氧化苯酚废水研究

采用热分解法将SnO_2掺杂于RuO_2-TiO_2涂层中,制得性能高效的Ti/RuO_2-SnO_2-TiO_2阳极氧化电极。以该自制电极为阳极、钛板为阴极构成电催化氧化体系,对模拟苯酚废水进行电催化氧化试验。利用高效液相色谱探讨了苯酚废水溶液在该体系中的电催化氧化反应历程,并推断出氧化降解途径。采用SEM和XRD表征电极涂层结构和形貌,循环伏安法测试电极电化学性能。通过单因素试验考察反应时间、电流密度(CD)、电极间距、Na_2SO_4电解质浓度、苯酚质量浓度、pH值五个因素对电催化氧化试验的影响,结果表明:在反应时间为240 min、电流密度为102.6 mA/cm~2、电极间距为1.5 cm、电解质浓度为0.5 mol/L、苯酚质量浓度为300 mg/L、pH=5的最佳试验条件下,苯酚的降解率达到98%以上,COD的去除率达到90%以上。     

线-筒脉冲放电协同复合钙钛矿型催化剂De-NO_x

采用线-筒式反应器研究了脉冲放电协同掺杂不同Co、Ni、Sr、Ce元素的La MnO_3复合钙钛矿型催化剂对NO_x脱除率的影响,利用XRD、SEM、BET技术对催化剂进行微观结构表征。结果表明,螺纹棒电极去除NO_x的效果较好;对掺杂Ni、Co元素的La Mn_(0. 7)Fe_(0. 3)O_3催化剂,掺杂Ni的催化剂去除NO_x的效果优于掺杂Co的催化剂; La Mn_(0. 5)Ni_(0. 2)Fe_(0. 3)O_3催化剂A位掺杂比例为0. 3的Sr所制备的催化剂对NO转化率的效果最好,达92. 81%; A位掺杂比例0. 2的Ce所制备的催化剂对NO_x去除效果最好,达81. 31%。     

过渡金属掺杂ZnO纳米光催化剂对四环素的光催化降解

利用水热合成法分别制备了Fe、Co、Ni掺杂及Fe-Co、Fe-Ni共掺杂的ZnO光催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等手段对催化剂进行了表征.以氙灯(250～ 800 nm)为光源,盐酸四环素为降解对象,模拟测试样品在日光下光催化降解抗生素的活性.考察了过渡金属种类、过渡金属掺杂量及二元掺杂配比对ZnO样品光催化活性的影响.结果表明,制得的样品均为六方晶系纤锌矿结构的ZnO.单一元素掺杂时,Fe掺杂提高了ZnO光催化活性,而Co、Ni掺杂都抑制了ZnO光催化活性.共掺杂时,Fe-Co/ZnO及Fe-Ni/ZnO光催化活性优于单一掺杂的Fe/ZnO,其中3％Fe-1％Ni/ZnO样品的光催化活性最好,在氙灯光源下反应120 min对盐酸四环素的降解率高达87.95％.     

Mn/Ce/La复合催化剂湿式氧化处理苯酚废水的研究

为了研制高效稳定的新型催化剂,采用共沉淀方法制备了Mn/Ce/La复合催化剂,用于催化湿式氧化处理苯酚模拟废水,考察了催化剂制备条件和催化反应条件对催化剂性能的影响.以NaOH为沉淀剂.将混合盐沉淀物常温下老化0.5 h,378 K干燥12 h,873 K焙烧1 h,研磨至粒径为75μm,制得Mn/Ce/La复合催化剂.催化剂最佳配比为n(Mn):n(Ce/La)=5:5(n(Ce):n(La)=2:1),将其用于处理2g/L(COD约4 760mg/L)的苯酚模拟废水,离子溶出得到了有效控制.COD的去除率达到98%以上.     

Ti/SnO2-RuO2-Sb电极电氧化处理五氯苯酚模拟废水研究

采用刷涂-热解法制备了Sb、Ru掺杂的Ti/SnO2电极。通过SEM、EDX、XRD和循环伏安扫描(CV)表征了电极表面形态、组成、结构和电化学性质,并通过正交试验考察了电催化氧化降解五氯苯酚的影响因素。结果表明,各因素对五氯苯酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始质量浓度、反应温度、反应时间、电流密度、初始溶液pH值。在底物质量浓度为50mg.L-1,反应温度50℃,反应时间180min,电流密度40mA.cm-2,溶液初始pH值为8的条件下五氯苯酚的转化率达到97.6%。     

Co/N/S共掺杂纳米TiO2的制备及其可见光催化活性

为提高纳米TiO2的可见光催化活性,采用溶胶-凝胶法制备了一种掺杂型纳米可见光催化剂Co/N/S/TiO2,并用正交试验法对其制备工艺进行了优化;用紫外-可见漫反射光谱(DRS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等方法对其吸光性能和结构进行了表征;以活性艳蓝X-BR溶液为光降解模型,对其可见光催化活性进行了评价,并与Degussa P25进行对比.结果表明,在Co:N:S:Ti物质的量比为0.15:0.2:0.2:1、煅烧温度为400℃、煅烧时间为1h的最佳制备条件下,所制得的Co/N/S/TiO2光催化剂为单一锐钛矿晶相,平均粒径为8～ 10 nm,比表面积约为192.19 m2/g.Co/N/S/TiO2光催化剂吸收边可红移至近900 nm,可见光催化活性突出,在纯粹可见光(λ＞400 nm)下光解活性艳蓝X-BR溶液120 min的降解率可达91.5％,与Degussa P25相比,其可见光催化活性提高了80.1％,且重复使用性能良好.     

用于电渗析处理酸洗废水的Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2电极的制备与表征

采用电沉积法和涂刷热分解法制备钛基二氧化铅阳极(Ti/PbO2)、钛基锡锑金属氧化物涂层阳极(Ti/SnO2-Sb2O3)和带有锡锑金属氧化物中间层的改性钛基二氧化铅阳极(Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2).通过SEM及EDX分析,当涂液中溶质摩尔比n(Sn)∶n(Sb)=9∶1,溶剂为乙醇,烘干温度为110℃,烘干时间为10 min,热分解温度为500℃,氧化时间为15 min,电流密度为20 mA/cm2时,制备出的Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2阳极涂层表面晶体完整、致密均匀,且结晶比Ti/PbO2和Ti/SnO2-Sb2O3阳极明显细化,涂层不易脱落,电极的工作寿命更长;同时PbO2表层晶体结构的改善,不仅使电极具有更好的电化学活性,在酸性介质中也具有更好的耐腐蚀性.以3种尺寸稳定钛基金属氧化物涂层电极(Dimensionally Stable Anode,DSA)和石墨为阳极,不锈钢为阴极,采用DF120型均相阴离子交换膜,电渗析处理盐酸酸洗废水,240 min时的铁回收率分别为75.1％、90.3％、91.7％和54.5％,耗电量分别为3.17 kW· h/kgFe、2.84 kW· h/kgFe、2.57 kW· h/kgFe、5.95kW·h/kgFe,DSA阳极的处理效果明显优于传统石墨阳极,Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2阳极的处理效果最好.     

金属离子对好氧活性污泥活性的影响

通过小试装置研究Mg2 、Mn2 、Ni2 、Zn2 、Co2 和Mo6 单独存在时对活性污泥活性的影响.结果发现,Co2 浓度在2 mg/L以下时,对活性污泥活性稍有抑制,其他离子则均有促进作用.Mn2 、Mo6 、Zn2 、Mg2 和Ni2 的促进浓度范围分别是:0.5～3 mg/L,0.5～5 mg/L,0.5～1 mg/L,5～20 mg/L,0.25～1 mg/L.在各自最佳浓度条件下对活性污泥活性促进的主次顺序为:Mg2 ＞Mn2 ＞Zn2 ＞Ni2 ＞Mo6 .     

SO2和H2O对Mn-Ce/TiO2催化剂低温SCR活性的影响

采用溶胶凝胶法制备Mn-Ce/TiO_2低温SCR催化剂并考察其活性,研究了SO_2和H_2O对Mn-Ce/TiO_2低温脱硝催化剂的影响,并运用XRD、BET、SEM和FT-IR对中毒前后的催化剂进行表征。结果表明,催化剂在无SO_2和H_2O条件下具有良好的脱硝性能,在140℃时NO_x去除率达到84%。但若向模拟烟气中加入SO_2和H_2O,则随其体积分数增大对催化剂活性产生明显抑制作用。当H_2O的体积分数为5%、SO_2为700×10-6时,反应4 h后,NO_x去除率降为53%。H_2O对催化剂的抑制作用随H_2O的除去而消除,H_2O主要通过与NO_x的竞争吸附来抑制催化剂的活性。低浓度的SO_2对催化剂活性影响较小,SO_2体积分数为100×10~(-6)时,稳定后NO_x去除率仍能维持在80%以上,但较高体积分数的SO_2引起的催化剂失活不可自行恢复。SO_2毒化作用主要是引起了硫酸铵盐覆盖催化剂的表面活性位,以及造成活性组分MnO_x的晶化,并破坏了MnO_x与TiO_2间的强相互作用。H_2O和SO_2共同存在时,H_2O可以弱化SO_2对催化剂的毒化作用,主要因为H_2O与SO_2的竞争吸附作用而使SO_2对催化剂活性的影响减弱。     

H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)/TiO_2/膨胀石墨的制备及其光催化活性

以钛酸四丁酯和鳞片石墨为主要起始原料,经溶胶凝胶-浸渍法制备了膨胀石墨(EG)负载H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)/TiO_2(x=0~4)复合光催化剂,采用SEM,EDS,XRD,FT-IR,UV-Vis进行表征。以紫外、可见光催化降解甲基橙废水评价其光催化活性。结果表明,与H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)/TiO_2/EG(x=0,1,3,4)相比,H_5PW_(10)V_2O_(40)/TiO_2/EG因其结构中H_5PW_(10)V_2O_(40)的存在,光生电子-空穴分离速率加快,量子效率提高,光催化活性明显增强。此外,催化剂循环使用4次后,依然保持了较高的活性。     

Optimization of mixture ratio of electrolyte for reducing activation resistance of proton exchange membrane fuel cell

The purpose of this study is to find an optimal mixture ratio of the platinum-loaded carbon catalyst and the electrolyte in a membrane electrode assembly (MEA) of a proton exchange membrane fuel cell for reducing the activation resistance, which influences the electrochemical surface area, activation polarization, and maximum power density of the MEA. First, mixture ratios of 10, 20, 40, and 60 wt% platinum-loaded carbon catalysts and electrolyte were examined. The results indicated that the fuel cell performance improved for mixing weight ratios of 1.0:2.0 in 10 wt% Pt/C, 1.0:1.8 in 20 wt% Pt/C, 1.0:1.1 in 40 wt% Pt/C, and 1.0:0.5 in 60 wt% Pt/C. Next, we evaluated the activation resistances of the MEA from the AC impedance characteristics using the optimal mixing weight ratio of the platinum-loaded carbon catalyst and the electrolyte. It was found that the activation resistances of the anode and cathode decrease with an increase in the weight ratio of platinum-loaded carbon in the catalyst layer.     

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.     

阻挡放电联合金属氧化物催化降解H2S的研究

采用介质阻挡放电联合金属氧化物催化降解气态H2S,考察了单组分及复合金属氧化物催化剂、催化剂与低温等离子体结合方式对H2S及副产物O3去除性能的影响,分析了等离子体联合Mn复合金属氧化物催化降解H2S机理。结果表明,金属负载量相同条件下,电压低于22kV时,Mn复合金属氧化物对H2S的催化活性高于单组分Mn金属氧化物,催化活性及对O3的分解能力从大到小依次为:Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn、Mn。当电压为18 kV时,Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn复合催化剂分别比单组分Mn催化剂对H2S的去除效率提高了近10%、6%、4%。等离子体后催化区域中Mn催化剂催化氧化H2S的效率明显低于等离子体催化区域。Mn催化剂在等离子体后催化区域中能有效催化分解O3。随着电压的升高,Mn金属氧化物在等离子体后催化区域对H2S催化作用逐渐增强。在电压22 kV时,等离子体联合后催化比单独等离子体作用时,H2S去除效率提高了近11%。     

Studies on design of heterogeneous catalysts for biodiesel production

The production of biodiesel is gaining momentum with the ever increasing demand of the fuel. Presently, limited literature is available with respect to well designed solid heterogeneous catalyst for biodiesel production considering all the characteristics, process and operation parameters. Hence, a study was conducted to design effective heterogeneous catalyst for biodiesel production. Further, the significant impact of different catalysts, different feed stock, various reaction conditions such as temperature, methanol oil molar ratio, catalyst concentrations and stability/inactivation of the catalysts, are detailed out for transesterification process of biodiesel production. Based on the studies it can be concluded that well designed heterogeneous catalyst can yield high throughput of biodiesel.     

TiO2光催化氧化法处理草浆纸厂废水的研究

以TiO2做催化剂,用光催化氧化法处理碱法草浆纸厂废水.讨论了pH值、H2O2的用量、催化剂用量、光照时间等因素对CODCr去除率的影响,优选了反应条件.结果表明:在 pH=6.08,TiO2用量为0.03 g,光照时间3 h,H2O2量(体积分数)为0.60%的条件下,废水的CODCr去除率可达96%以上.处理后废水达到排放标准.     

石油天然气钻探过程中硫化氢的监测

石油天然气钻探过程中硫化氢的准确监测是确保钻井安全的条件。在介绍硫化氢气体的性质、危害的基础上具体阐述了现场常用硫化氢监测方法。对现行井场硫化氢监测问题进行了探讨，提出了硫化氢监测应从监测地面气体向监测地层流延伸，硫化氢报警内容应多样化的建议。     

海洋平台密集作业空间内H_2S扩散分析

针对含硫油气田开发生产中,硫化氢(H_2S)在振动筛房等密集作业空间内泄漏扩散造成的潜在人员毒害问题,从确定H_2S扩散规律、建立事故控制措施的角度展开分析.根据海洋平台空间环境特点,采取计算流体动力学(CFD)建立用于分析H_2S扩散过程的理论模型和数值模拟方案.就某海洋平台振动筛房在舱门关闭、打开和房内安装换气机3种条件下的H_2S扩散过程进行分析,确定H_2S浓度变化和分布规律.通过对比不同舱室条件下的H_2S影响程度,推荐在平台生产过程中封闭可能出现H_2S泄漏的舱室并安装换气机.进一步分析了换气机的工作效率,建立了简化数学模型以快速预测换气机工作时间,并与CFD结果进行了验证.     

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.     

仿酶型Fe_3O_4/焦炭非均相降解P-NP研究

采用原位氧化沉淀法制备出仿酶型Fe_3O_4/焦炭,并将其作为非均相类Fenton催化剂用于对硝基苯酚(P-NP)废水的降解;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对样品进行表征。表征结果表明,Fe_3O_4牢固地负载在焦炭上,并有利于Fe_3O_4的分散及粒径的减小。实验结果表明,催化剂降解P-NP的最佳条件为:催化剂投加量1.2 g/L,[H2O2]=30 mmol/L,p H=3.0,温度30℃,P-NP的去除率达到99%。Fe_3O_4/焦炭结构稳定,可再生使用。