鼓泡式反应器高径比对氨法烟气脱碳性能的影响

以N2和CO2混合气模拟燃烧烟气，研究了鼓泡反应器的高径比以及反应条件对氨法烟气脱碳性能的影响。实验结果表明:在相同高径比的条件下，CO2吸收率随氨水质量分数的增加、反应温度的升高而逐渐增大，随进气CO2体积分数和模拟烟气流量的增加而逐渐减小;CO2吸收率随高径比的增加而增大，在高径比为3.98、氨水质量分数为28%、进气CO2体积分数为10%、模拟烟气流量为1.0L/min、反应温度为40℃的条件下，CO2吸收率最高可达100%。     

聚丙烯酸钠-硅溶胶的合成及其对阳离子金黄染料的吸附

通过简单的水溶液聚合法成功合成了聚丙烯酸钠-硅溶胶复合吸附剂,并对其进行了SEM和热重分析,研究了吸附条件对该吸附剂对阳离子金黄染料吸附效果的影响。实验结果表明,当硅溶胶质量分数为20%、初始染料质量浓度为60 mg/L、初始溶液pH为7、反应温度为298 K时,聚丙烯酸钠-硅溶胶复合吸附剂对阳离子金黄染料的吸附量为64.64 mg/g。由二级吸附动力学模型获得的活化能(Ea=2.617 kJ/mol)表明,聚丙烯酸钠-硅溶胶复合材料对阳离子金黄的吸附属于物理吸附,低温有利于吸附。     

金属有机骨架材料Cu2(BTC)3对CO2的吸附

采用溶剂热法,以均苯三甲酸(H3BTC)为有机配体与硝酸铜进行反应合成了Cu2(BTC).通过XRD和SEM等方法对Cu2(BTC)3进行了表征.实验结果表明,Cu2(BTC)3是一种典型的金属有机骨架(MOFs)材料,呈现规整的八面体晶状结构,晶粒大小为2～20 μm.相同条件下Cu2(BTC)3对CO2的吸附量高于活性炭和活性碳纤维,且随着吸附压力的升高吸附量明显增大,随着吸附温度的降低吸附量也增大.在0.4 MPa、25℃的条件下,用Cu2(BTC)3作吸附剂可以很好地分离CO2体积分数为5％和20％的CO2-甲烷混合气体,且对CO2含量低的混合气体分离效果更好.     

煤质活性炭的制备及其在烟气脱硫中的应用

以烟煤为原料,采用气体活化法制备活性炭,并将其用于烟气脱硫。制备活性炭的最佳工艺条件:碳化温度为600℃;碳化时间为1.0h;活化温度为900℃;活化时间为1.5h;水蒸气流量为406mL/min。活性炭的硫容随SO2、O2和水蒸气的体积分数的增加而增加;随反应器床层温度升高,活性炭的硫容先升高后下降。在床层温度为80℃,SO2、O2和水蒸气体积分数分别为0.5%、5.0%和12.0%,N2为载气的条件下,活性炭的硫容最大,为72.3mg/g。     

麦饭石对NOx的吸附

研究了麦饭石在不同预处理方法、粒径、活化温度、NOx初始质量浓度和吸附时间等条件下对NOx的吸附性能。实验结果显示：粒径为0.18mm的麦饭石经过400～600℃活化1h后,NOx吸附率大于99%,饱和吸附量大于6.3m g/g。经4次重复活化后,麦饭石对NOx的吸附效果仍然很好,可作为处理含NOx废气的吸附剂。     

污泥炭吸附剂对气态汞的吸附

在固定床反应器上研究污泥炭吸附剂对气态汞(Hg0(g))的吸附特性,并对其吸附机理进行探讨。实验结果表明:污泥炭吸附剂对Hg0(g)的吸附容量随着吸附温度的升高、气体流量的增大而降低,随着Hg0(g)质量浓度的增加而增大;在吸附温度为130℃、Hg0(g)质量浓度为65.2μg/m3、气体流量为1 L/min时,污泥炭吸附剂对Hg0(g)的吸附容量达到81.8μg/g,优于选定的商品活性炭。污泥炭吸附剂对Hg0(g)的吸附机理主要包括物理吸附、化学吸附、化学反应以及三者相结合的共同作用。     

水性油墨废水絮凝污泥制备吸附剂及阳离子染料的吸附

以水性油墨废水絮凝污泥为原料、采用一步炭化活化法制备了吸附剂,并将其用于阳离子蓝X-GRRL溶液(300 mg/L)的吸附处理。考察了吸附剂投加量、吸附时间、吸附温度和吸附pH对吸附效果的影响,并对吸附动力学进行了探讨。结果表明:所制得吸附剂的总孔体积为0.5 cm~3/g,平均孔径为7.12 nm;在吸附剂投加量0.6g/L、吸附时间420 min、吸附温度25℃、吸附pH 5.4的条件下,吸附量高达486.21 mg/g,脱色率达97.24%;该吸附剂对于阳离子蓝X-GRRL的吸附过程可用准二级动力学模型和颗粒内扩散效应模型很好地描述。     

粉煤灰基吸附剂对模拟废水中Cd2+的吸附性能

以粉煤灰为原料、Na2CO3为助熔剂,采用盐熔融—水浴结晶法制备粉煤灰基吸附剂。探讨了吸附剂的最佳制备条件及其对模拟废水中Cd2+的最佳吸附条件、吸附动力学和吸附机理。实验结果表明:制备吸附剂的最佳工艺条件为m(粉煤灰)∶m(Na2CO3)为1∶2,焙烧温度为450℃;采用最佳制备工艺条件下制备的吸附剂(记作2-450℃-FA吸附剂),在初始Cd2+质量浓度为300 mg/L、初始溶液pH为7.7、振荡时间为120 min的条件下,对模拟废水中Cd2+的去除率为98.0%。2-450℃-FA吸附剂对Cd2+的吸附主要受颗粒内扩散控制,吸附过程可用准二级吸附动力学方程很好地描述。Ea为77.22 kJ/mol,吸附过程主要为化学吸附。     

甘蔗叶活性炭的制备

以H3PO4为活化剂制备甘蔗叶活性炭,采用正交实验对活性炭的制备工艺进行了优化,并研究了活性炭对含铬废水的吸附和再生性能.实验结果表明:在H3PO4体积分数为15％、H2SO4体积分数为6％、HC1体积分数为3％、活化温度为723 K、活化时间为0.58 h的工艺条件下,活性炭得率为35.07％,碘吸附值为1 207 mg/g.活性炭对Cr(Ⅵ)的最大平衡吸附量为30.89 mg/g,HNO3再生后对Cr(Ⅵ)的最大平衡吸附量为39.48 mg/g;再生效率最高达87.41％,经3次再生,活性炭的再生效率仍能维持在80％以上.     

城市生活垃圾低温慢速热解实验研究

通过城市生活垃圾在固定床反应器中的低温热解实验,分析了最终热解温度对产物质量分布和热解气成分的影响。实验条件为:最终热解温度300～550℃,升温速度为10℃/min,物料粒径1 cm,氮气流量为1 L/min,固相停留时间为30 min。研究发现,随着最终热解温度的升高,热解半焦质量分数从57.55%迅速降低到31.45%,热解气质量分数从11.66%增加到24.15%,热解油质量分数先增加后减少,500℃时达到最大值36.67%。当最终热解温度从300℃增加到550℃时,CO的体积分数从45.62%逐渐降低到24.84%;CO_2的体积分数先增加后减少,350℃时达到最高值57.25%;H_2,CH_4,C_2H_6,C_2H_4和C_2H_2的体积分数逐渐增大,当最终热解温度为550℃达到最大值,分别为4.47%,12.91%,9.59%,7.49%和2.76%。     

硅胶固载季鏻离子液体对CO_2的吸附

采用嫁接法制备了硅胶固载季鏻双三氟甲烷磺酰亚胺盐离子液体,并将其用于对CO2的吸附,考察了吸附剂的吸附等温线及循环使用性,并运用均相表面扩散模型(HSDM)研究了吸附动力学。采用FTIR和TG等技术对试样进行了表征。表征结果显示:离子液体已成功固载到硅胶上;煅烧活化硅胶对季鏻离子液体(C-Si O2-P4T)的固载量为5.39%(w);固载试样基本保持了硅胶的孔道特征。实验结果表明:C-Si O2-P4T具有较高的CO2平衡吸附量,且能显著提高CO2/N2吸附选择性,循环使用6次仍保持良好的吸附能力;HSDM可较好地拟合CO2在C-Si O2-P4T内的扩散行为,40℃下的扩散系数在10-7 m2/s数量级,与硅胶同级,优于纯季鏻离子液体。     

ZnFe_2O_4/AC脱硫剂再生方法的比较

采用水洗再生、N_2及N_2+NH_3气氛下的热再生以及微波辐射再生的方式对饱和ZnFe_2O_4/活性炭(AC)脱硫剂进行再生,并通过SEM,XRD,TG等技术进行表征。实验结果表明:水洗温度为90℃时,第一次水洗后ZnFe_2O_4/AC脱硫剂对SO_2的吸附容量(硫容)为122.0 mg/g;N_2氛围下热再生的最佳温度为500℃,ZnFe_2O_4/AC脱硫剂的硫容可达97.2 mg/g;N_2+NH_3氛围下热再生的最佳温度为400℃,ZnFe_2O_4/AC脱硫剂的硫容达到101.2 mg/g;当微波功率为100 W时,ZnFe_2O_4/AC脱硫剂的硫容为87.2 mg/g。对比三种再生方式,一次水洗再生具有更好的再生效果。     

金属有机骨架材料Cu3(BTC)2对刚果红的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2(BTC为均苯三甲酸根),并对其进行了XRD表征。考察了刚果红初始质量浓度、溶液pH及Na~+浓度等工艺参数对Cu_3(BTC)_2吸附刚果红效果的影响,对其吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明:刚果红初始质量浓度增大,吸附量增大,脱色率逐渐降低;酸性条件下的吸附性能好于碱性条件;Na~+对吸附具有抑制作用,Na~+的浓度越高,抑制作用越明显;Cu_3(BTC)_2对刚果红的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力模型。     

g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6复合光催化剂的制备及其光催化活性

通过水热合成法和液相沉积法制备g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6复合光催化剂,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸脱附、紫外-可见漫反射等技术对其进行表征。研究了可见光下g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6催化降解罗丹明B(Rh B)的影响因素,并对其光催化反应机理进行初步探讨。实验结果表明:g-C_3N_4掺杂量为60%(w)时g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6的光催化活性最高;在60%g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6的投加量为1.00 g/L、初始Rh B质量浓度为2.50 mg/L、可见光照射150 min的条件下,Rh B的降解率达到97.90%;在g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6光催化降解体系中,h~+和·O_2~-是主要活性物种。     

炼钢精炼渣气固碳酸化反应吸附CO2

采用炼钢精炼渣,通过气固碳酸化反应吸附CO₂,考察了不同吸附温度下精炼渣对纯CO₂和模拟高炉煤气中CO₂的吸附能力。实验结果表明：吸附温度对精炼渣吸附CO₂反应有显著的影响,升高温度可以提高精炼渣对CO₂的吸附能力;在400 ℃时,精炼渣吸附纯CO₂和模拟高炉煤气中CO₂的量分别为4.7 mg/g和9.8 mg/g;吸附温度升高到500 ℃和550 ℃时,精炼渣对纯CO₂的吸附能力强于高炉煤气中CO₂;在550 ℃时,精炼渣吸附纯CO₂和模拟高炉煤气中CO₂的量达到最高,分别为14.7 mg/g和12.9 mg/g。     

DTC类改性糯米淀粉的制备及其吸附水中Pb2+性能

采用碱法从天然糯米中提取糯米淀粉（SS）,经环氧氯丙烷交联、醚化,邻苯二胺胺化,CS₂亲核加成,最终制备出一种新型Pb²⁺吸附剂——二硫代氨基甲酸盐（DTC）类改性糯米淀粉（DTCS）。在吸附剂加入量2.0 g/L、Pb²⁺质量浓度30 mg/L的条件下,不同阶段改性产物吸附Pb²⁺的最佳pH均为7.0,吸附平衡时间为30 min。SS对Pb²⁺的吸附去除率仅为9.1%,经改性后吸附能力逐步提高,最终产物DTCS对Pb²⁺的吸附效果最佳,Pb²⁺去除率高达99.9%,平衡吸附量为14.97 mg/g。DTCS对Pb²⁺的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,以化学吸附为主。     

Cu2O-g-C3N4异质结催化剂光催化降解甲基橙

采用水热还原法和高温煅烧法将Cu₂O生长到石墨型氮化碳（g-C₃N₄）表面,制得Cu₂O-g-C₃N₄异质结复合光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、TEM、DRS、PL、BET等技术对催化剂进行了表征,研究了Cu₂O-g-C₃N₄降解甲基橙的光催化性能及主要活性物种。实验和表征结果表明： Cu₂O与g-C₃N₄面面接触,两相间化学作用强烈;Cu₂O-g-C₃N₄催化剂能有效利用太阳光,电子-空穴得到有效分离;当n（Cu₂O）∶n（g-C₃N₄）=5∶1时,Cu₂O-g-C₃N₄催化剂的活性最佳,在可见光下反应30 min时,甲基橙降解率达84.1%;Cu₂O-g-C₃N₄具有较好的活性稳定性,重复使用6次,甲基橙降解率降至64.7%;电子-空穴是Cu₂O-g-C₃N₄光催化降解甲基橙的主要活性物种。     

O_3-Ca(OH)_2体系处理苯酚废水

研究了苯酚在新型臭氧氧化体系O_3-Ca(OH)_2体系中的降解与矿化效果。实验结果表明:苯酚及TOC的去除率都随着Ca(OH)_2用量(小于2 g/L)、进气臭氧质量浓度(小于75 mg/L)、进气流量(小于3.0 L/min)的增大以及初始苯酚质量浓度的减小而增加,但受反应压力和液相温度的影响较小;当Ca(OH)_2用量大于3 g/L时,苯酚和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右;Ca~(2+)的存在实现了羟基自由基清除剂CO_3~(2-)的实时分离去除,从而强化了臭氧氧化过程中苯酚的降解与矿化。这表明,O_3-Ca(OH)_2体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。     

层状氧化物NaCo_2O_4热催化H_2O_2降解亚甲基蓝

采用固相烧结法制备了NaCo_2O_4催化剂,构建了NaCo_2O_4-H_2O_2热催化体系降解亚甲基蓝(MB)。XRD和SEM表征结果显示,合成的NaCo_2O_4催化剂具有良好的稳定性。NaCo_2O_4对H_2O_2具有良好的热催化性能,反应温度越高,反应速率常数k越大,该催化反应符合一级动力学方程。NaCo_2O_4-H_2O_2体系对MB具有较好的降解效果,在反应温度为50℃、NaCo_2O_4加入量为50 mg、MB溶液加入量为100 mL、MB初始质量浓度为30 mg/L、H_2O_2加入量为1.00 mL的最优条件下,反应340 min时,MB降解率达87.00%;催化剂重复使用三次,MB降解率仍可达85%以上;经捕获剂效果对比实验发现,催化反应体系中存在h~+、·OH等催化活性物种。     

变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气中的CO_2

采用变压吸附技术分离模拟油田火驱尾气(CO_2-N_2-CH_4混合体系)中的CO_2。考察了吸附压力、吸附温度和气体流量对吸附效果的影响。实验结果表明:在吸附温度为25℃、吸附压力为0.6 MPa、气体流量为2 000m L/min、初始CO_2体积分数为13.01%的条件下,CO_2的穿透吸附量为60.34 m L/g,CO_2吸附率为78.92%,碳分子筛对CO_2的分离因子为8.233;在床层利用率为0.523的条件下进行降压解吸,当吸附压力降至0.1 MPa时,出口CO_2体积分数约为80%,CO_2的回收率可达96.38%。