甲苯吸附-DBD等离子体再生循环体系

采用Mn-Ag/HY和γ-Al_2O_3小球的混合物(质量比为1∶2)为催化剂,吸附气态甲苯,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体对催化剂进行再生,并用SEM、BET和FT-IR仪器对再生后的催化剂进行表征,考察等离子体再生循环次数对催化剂结构及吸附性能的影响。结果表明:DBD等离子体可以有效地恢复催化剂的吸附能力,经过10次连续吸附-再生,催化剂仍保持较高的吸附水平,再生率可达71.47%;随再生次数增加,再生率下降,其中第1次的再生率最大,为100%;此外,将DBD再生10次的催化剂进行程序升温氧化(TPO),其吸附性能可得到恢复,再生20次后催化剂的再生率达62%以上。再生前后催化剂表征结果表明,Mn-Ag/HY与γ-Al_2O_3孔隙结构、表面化学官能团的变化以及其他残留有机物是导致再生率随着再生次数的增加而下降的原因。     

催化湿法氧化处理垃圾渗滤液中Co/Bi催化剂的回收与再生

利用硝酸盐熔融法制备Co/Bi催化剂,用于催化湿法氧化(CWAO)处理垃圾渗滤液。对一次利用后的 Co/Bi催化剂进行回收和再生,在反应温度260 ℃、催化剂用量 2 g、氧分压 0. 5 MPa条件下,催化剂的回收率可达到(97. 09±0. 74)%。利用XRD、BET分析方法对新鲜制备、一次回收、一次再生、二次回收的催化剂进行表征,根据表征结果可知催化剂的活性为:新鲜制备>一次再生>二次回收>一次回收。利用上述催化剂在不同温度条件下降解垃圾渗滤液,在 280 ℃、300 ℃条件下,催化剂的活性为新鲜制备≈一次再生>一次回收,而在220 ℃、240 ℃、260 ℃条件下,则是新鲜制备>一次再生≈一次回收,表明低温条件下,一次再生的催化剂和一次回收的催化剂出现失活现象,并分析了催化剂失活的原因。     

600 MW机组脱硝催化剂失活机理及中试再生

针对燃用中国典型煤的2×600 MW机组电厂失活的蜂窝式催化剂,使用XRF、ICP、物理吸附仪、吡啶吸附、H_2-TPR等表征手段等对催化剂失效前后的理化性质进行表征,研究了催化剂的失效原因。结果表明,催化剂的失活是由于碱金属Na、K和碱土金属CaO等物质导致了催化剂的物理失效以及化学中毒。催化剂物理失效是由于催化剂表面碱金属颗粒的沉积造成催化剂孔道堵塞,致使活性中心被覆盖。催化剂的化学中毒是由于酸性位丧失和活性位VO_x氧化还原性质降低,进而导致NH_3的吸附过程,以及催化剂表面吸附态NH_3和NO_x物种的活化过程均受到了抑制。利用项目组开发的1 000 m~3·a~(-1)再生装置,对失效催化剂进行了中试再生,结果表明,表面和孔道内积累的中毒物质全部被去除,催化剂孔结构、酸性位数量和活性位状态均恢复至新鲜催化剂水平。实验室活性评价结果显示,再生催化剂脱硝效率相比失效催化剂在360℃提高到85%左右,与新鲜催化剂相当。再生催化剂组装为2层测试模块(每层模块含9根催化剂),历经神华四川能源公司江油电厂侧线反应器5 000 h实际烟气测试,脱硝性能良好,维持在88%左右,超过初始设计值80%,且NH_3逃逸和SO_2/SO_3转化率满足电厂工程要求。     

烟气脱硫新型催化剂水洗再生工艺研究

对脱硫失活后的新型催化剂进行水洗再生研究，着重探讨了再生时间、洗涤水温度和喷淋密度对脱硫后的新型催化剂活性恢复能力的影响，并对3种影响因素进行了正交实验研究。结果表明，洗涤水温度、再生时间和喷淋密度是影响催化剂活性恢复的主要因素；在洗涤水温度为60℃、再生时间为30min、喷淋密度为47．9m^3／（m·h）时，催化剂活性恢复的最好；催化剂经过水洗再生后，其比表面积比未再生时的有所增加，说明在脱硫过程中堵塞催化剂活性位的硫酸物种被洗出，催化剂活性位得到了部分恢复。     

La_(1-x)Ce_xCu_yMn_(1-y)O_3/HZSM-5催化剂低温去除柴油机碳烟和NO_x

为实现对柴油机碳烟和NOx的低温同步去除,采用柠檬酸络合法制备分子筛负载钙钛矿型金属复合氧化物催化剂,应用X衍射分析仪(XRD)和电镜扫描仪(SEM)对催化剂性能进行表征,并在微型固定床反应器中对催化剂低温去除碳烟和NOx进行活性评价。利用程序升温反应(TPR)技术,进行催化剂活性评价、柴油机负荷和排放等特性实验。结果表明,A位用适量Ce部分取代La,B位用适量Cu部分取代Mn,可使碳颗粒燃烧温度降低,CO2选择性好,NOx转化率升高。La0.4Ce0.6Cu0.2Mn0.8O3/HZSM-5催化剂的最大NOx转化率为81.0%,Ti、Tm和Tf分别为250、350和475℃,表明该催化剂具有较好的催化活性,能在低温条件下去除碳烟和NOx。     

非均相催化湿式氧化法活性炭再生

使用浸渍法制备的CuO Al2 O3催化剂对吸附苯酚饱和的活性炭进行非均相催化湿式氧化再生研究 ,考察了反应温度、反应时间、催化剂投加量、反应氧分压、投炭量、蒸馏水量对非均相催化湿式氧化再生活性炭的影响结果 ,同时在该实验中得到非均相CuO Al2 O3催化湿式氧化再生活性炭的最佳条件。对催化剂进行了X衍射分析 ,并通过对催化剂的稳定性进行实验 ,得出该催化剂在进行催化湿式氧化再生活性炭的过程中具有较好的稳定性     

壳聚糖改性对磁性Fe_3O_4吸附去除Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的影响研究

利用壳聚糖改性磁性Fe_3O_4以提高其对重金属Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,考察了改性前后磁性Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附等温线及吸附动力学过程。结果表明,经壳聚糖改性后,壳聚糖-磁性Fe_3O_4比表面积大幅增加,由原来的76.12m2/g增加到142.67m2/g;壳聚糖-磁性Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能优于磁性Fe_3O_4;当pH为2.0~7.0时,提高pH有助于促进两种磁性材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量;两种磁性材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,吸附过程属于吸热过程;重复吸附—脱附循环再生5次后,壳聚糖-磁性Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的去除率仍在80%以上,磁性Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的去除率在75%以上,两种磁性材料再生性能较好。     

选择性催化还原催化剂氧化脱除烟气中单质汞

以运用超声辅助浸渍法制备的V2O5-WO3/TiO2系列催化剂样品作为研究参考,在150 ～ 400℃,分别考察了某燃煤电厂新鲜的及已运行长达26 000 h的商用SCR脱硝催化剂对模拟烟气中单质汞(Hg0)的氧化性能,并利用SEM、BET、XRD等手段对样品的理化性质进行了表征.结果表明,电厂商用SCR催化剂对于燃煤烟气中的Hg0具有一定的催化氧化作用,但在250℃最佳反应温度时,最大汞氧化效率在50％以下,相同实验条件下,自制的1％V205-9％ WO3/TiO2(V1W9Ti)能够获得68.18％的最大汞氧化效率;通过考察NO、NH3、SO2和水蒸气对汞的氧化的影响发现,在低浓度NO以及5％02存在时,NO能够促进汞的氧化;SO2对汞的氧化有明显的抑制作用,而且其毒害作用具有一定的不可逆性;NH3在催化剂表面能够与Hg0发生竞争吸附,从而抑制了汞的氧化;水蒸气的存在容易导致催化剂的失活.此外,对催化剂氧化Hg0的机理进行了探讨.     

非均相催化湿式氧化法活性炭再生

使用浸渍法制备的CuO-Al2O3催化剂对吸附苯酚饱和的活性炭进行非均相催化湿式氧化再生研究，考察了反应温度，反应时间，催化剂投加量，反应氧分压，投炭量，蒸馏水量对非均相催化湿式氧化再生活性炭的影响结果，同时在该实验中得到非均相CuO-Al2O3催化湿式氧化再生活性炭的最佳条件，对催化剂进行了X衍射分析，并通过对催化剂的稳定性进行实验，得出该催化剂在进行催化湿式氧化再生活性炭的过程中具有较好的稳定性。     

Mn-CeOx/钛基层柱粘土(Ti-PILCs)低温选择性催化还原催化剂的钙中毒研究

以钛基层柱粘土(Ti-PILCs)为载体,制备了Mn-Ceox/Ti-PILCs低温选择性催化还原(SCR)催化剂,采用浸溃法模拟了催化剂钙中毒,研究了不同含钙量对催化剂活性的影响,并运用NH3-程序升温脱附(TPD)、H2-程序升温还原(TPR)及X射线光电子能谱(XPS)表征,分析了钙对催化剂的失活作用.结果表明:...     

柱状V/AC催化剂的再生对脱硫活性的影响

使用常压固定床反应器,考察了吸附SO2的柱状V/AC催化剂的热再生和NH3再生行为.结果表明:柱状V/AC催化剂再生过程中生成的SO2主要沿催化剂轴向由内部向外扩散.催化剂350 ℃NH3再生的效率高于热再生的效率.两次热再生后柱状V/AC催化剂的脱硫活性开始下降,而六次NH3再生后的脱硫活性仍保持不变,甚至还稍高于新鲜柱状V/AC催化剂的脱硫活性.柱状V/AC催化剂孔结构和元素分析结果表明,NH3再生使催化剂表面含N官能团增加,保护了催化剂小于1 nm的微孔.     

CeO_2/Al_(0.2)Ti_(0.6)Zr_(0.2)O_(1.9)/ATS复合脱硝催化剂的制备及其抗硫抗水性能研究

将预先经酸处理的铝钛硅(ATS)多相陶瓷片先后负载Al0.2Ti0.6Zr0.2O1.9复合氧化物与CeO2活性组分,制得新型CeO2/Al0.2Ti0.6Zr0.2O1.9/ATS复合脱硝催化剂。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)手段对该催化剂进行表征,研究催化剂的晶相、微观形貌。评价了催化剂的脱硝活性,研究了H2O和SO2对其脱硝活性的影响。实验结果表明,CeO2/Al0.2Ti0.6Zr0.2O1.9/ATS具有良好的脱硝活性,高活性温度窗口在100～350℃,当反应温度为250℃时,NO的转化率达98.49%。SO2和H2O在一定程度抑制该催化剂的低温脱硝活性,但随着温度的升高,其脱硝活性逐渐恢复。催化剂中活性组分CeO2具有储硫作用,当有SO2存在时,活性温度窗口向高温区偏移了100℃,在250～400℃时,H2O的存在反而提高了催化剂的脱硝活性。     

Zn_(0.9)Fe_(0.1)S硫化物的制备及其光催化降解双酚A的性能

以沉淀法制备的Zn0.9Fe0.1S硫化物为光催化剂,双酚A(BPA)为目标污染物,在紫外光下建立UV+硫化物+H2O2光催化体系。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积测试(BET)对催化剂微观形貌进行分析,并考察了过氧化氢加入量、初始pH、BPA初始浓度、催化剂用量等因素对BPA降解率的影响,研究了该硫化物催化剂的使用寿命。结果表明:当pH=5,过氧化氢的加入量=0.20 mmol·L~(-1),BPA初始浓度为10 mg·L~(-1),催化剂的加入量为0.08 g时,对BPA的去除率最高,达90%以上。催化剂连续使用7次后,对BPA的降解率仍然能达到80%。说明该硫化物催化剂具有较好的稳定性并且与H2O2在光催化作用下具有良好的协同作用,而催化剂的加入也极大地提高了光催化工艺对BPA的处理效果。相比传统光-Fenton体系,UV+硫化物+H2O2光催化体系不仅可以提高BPA的降解率,还降低了H2O2的使用量,降低处理成本。     

Cu(Ⅱ)-AgNbO3紫外光催化亚甲基蓝脱色性能研究

采用浸渍法制备了Ca(Ⅱ)-AgNbO3光催化剂,并运用XRD、FT-IR、DRS、XPS和SEM对催化剂进行表征和分析.实验以亚甲基蓝为模拟污染物,在紫外光下考察Cu(Ⅱ)掺杂对AgNbO3光催化效果的影响.分析显示,掺杂Cu(Ⅱ)后AgNbO3晶型及表面形貌没有发生变化,但在可见光区的吸光度得到有效提高.光催化脱色结果表明,当Cu(Ⅱ)的掺杂量为2%(质量比),热处理温度为300℃,催化剂用量为1 g/L,亚甲基蓝初始浓度为10 mg/L,溶液pH值为7.15时,Cu(Ⅱ)-AgNbO3紫外光催化亚甲基蓝脱色的效果最好,3 h后,亚甲基蓝脱色率可达97.1%.     

O_2/CO_2燃烧烟气成分对再生催化剂脱硝效果的影响

由于富氧燃烧(O_2/CO_2)烟气中高浓度的CO_2会对再生后催化剂脱硝性能产生影响,以某电厂空气燃烧下失活的SCR脱硝催化剂为实验样品,分别采用去离子水、0.5 mol·L~(-1)H_2SO_4以及0.1 mol·L~(-1)NH_4Cl等再生液浸渍法对其进行再生,然后模拟O_2/CO_2燃烧下的烟气成分作为实验气体,在活性测试平台上对再生前后催化剂性能进行评估,与空气燃烧烟气下进行对比,并利用BET、X射线光谱(XRF)、ICP-MS和离子色谱(IC)以及热重(TG)等测试手段对催化剂进行表征。结果表明:失活样品经水、H_2SO_4和NH_4Cl溶液浸渍后可除去中毒元素并恢复其比表面积,在模拟燃烧烟气下对应的活性均有所恢复但效果不一,其中H_2SO_4和NH_4Cl再生效果明显好于水洗,且H_2SO_4和NH_4Cl洗后的样品在O_2/CO_2燃烧烟气下再生效果好于空气下,而水洗后的样品在空气燃烧烟气下更好;经XRF分析表明催化剂表面的活性组分V2O_5在水中溶解比较微弱,但在H_2SO_4和NH_4Cl中溶解性较大。     

MIL-88B(Fe)非均相芬顿催化降解磺胺甲恶唑

采用溶剂热法合成了铁基金属有机骨架材料MIL-88B(Fe),将其作为类芬顿催化剂用于催化降解水中磺胺甲恶唑(SMX)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂的结构和性能进行表征,并研究了H_2O_2浓度、催化剂投加量、溶液初始pH和污染物初始浓度等对SMX降解效果的影响。结果表明,在H_2O_2摩尔浓度为6.0mmol/L、催化剂投加量为0.2g/L、pH为4、SMX为5mg/L的优化反应条件下,MIL-88B(Fe)对SMX的降解率可达99%。在较宽的pH(4～6)范围内,MIL-88B(Fe)仍保持较好的催化活性,且5次循环使用后对SMX去除率仍可达95%以上。表明合成的MIL-88B(Fe)具有较高的催化活性和重复性能,是一种优良的非均相类芬顿催化剂。     

α-碱性氧化铁的制备及其对铬(Ⅵ)吸附性能的研究

本文对α-碱性氧化铁的制备及其对铬(Ⅵ)的吸附性能作了研究。确定了制备α-碱性氧化铁的适宜条件。结果表明,在确定的条件下所制得的α-碱性氧化铁对铬(Ⅵ)有良好的吸附性。其饱和吸附量为17mg/g;最佳吸附酸度为pH 5～6;溶液中共存的一价、二价阳离子和一价阴离子对铬(Ⅵ)的吸附基本无影响,而高价阴离子则严重干扰铬(Ⅵ)的吸附,吸附铬(Ⅵ)后的α-碱性氧化铁用0.5mol/l硫酸进行洗脱再生,效果良好,再生后的α-碱性氧化铁对铬(Ⅵ)的吸附性能基本不变。所制得的α-碱性氧化铁用于电镀厂含铬(Ⅵ)废水处理,结果满意。     

铁修饰铝柱撑黏土催化剂(Fe/Al-PILC)的制备及其对C_3H_6-SCR活性的影响

制备了铝离子柱撑蒙脱土负载铁离子的催化剂,采用XRD、H_2-TPR、Py-IR、UV-vis光谱、ICP、N_2吸附-脱附等多种分析方法,对催化剂的基础物理化学性质进行了系统地表征。在固定床微反应器内,对丙烯在该催化剂表面选择性还原NO的特性进行了研究,考察了柱撑Al~(3+)与黏土比例以及焙烧温度对催化剂的物化性质以及脱硝效果的影响。结果表明:9Fe/Al-PILC样品具有较高的C_3H_6-SCR脱硝性能,Al~(3+)/蒙脱土的比值对脱硝性能的影响较大,而载体的焙烧温度的影响相对较小;按照Al~(3+)/蒙脱土比值的大小,催化剂活性高低排序为9Fe/Al-PILC-109Fe/Al-PILC-209Fe/Al-PILC-59Fe/蒙脱土9Fe/Al-PILC-40;柱撑离子Al~(3+)使蒙脱土的比表面积急剧增大,催化剂具有微孔和介孔结构,Al~(3+)/蒙脱土比为10 mmol·g~(-1)时载体柱撑效果最佳;在负载铁离子后的Fe/Al-PILC催化剂中,铁氧化物高度分散在载体表面。H_2-TPR表明催化剂的氧化还原性能可影响催化剂的SCR活性。UV-vis结果表明,低聚态Fe_xO_y物种的形成有助于提升催化剂的反应性能。Py-IR实验结果表明,Lewis酸和Br(?)nsted酸均有利于选择性催化还原NO,9Fe/Al-PILC-10催化剂活性最好,与其Bronsted酸含量较多有关。以上结果对于进一步优化柱撑黏土催化剂的合成工艺具有参考价值。     

Cu_xFe_(1-x)@γ-Al_2O_3催化剂湿式氧化陶瓷印花废水的性能及表征

采用常温浸渍法制备催化剂Cu_xFe_(1-x)@γ-Al_2O_3,并用于陶瓷印花废水的催化湿式氧化处理,考察组分构成对催化剂Cu_xFe_(1-x)@γ-Al_2O_3活性和稳定性的影响。结果表明:在4种样品Cu0.5Fe0.5@γ-Al_2O_3,Cu@γ-Al_2O_3,Fe@γ-Al_2O_3和γ-Al_2O_3中,Cu0.5Fe0.5@γ-Al_2O_3的催化活性和稳定性最高。催化剂Cu0.5Fe0.5@γ-Al_2O_3中的Fe促进Cu进入γ-Al_2O_3载体内部并形成稳定的固溶体Al2Cu O4,故此催化剂的硬度和稳定性最高;此催化剂应用前后的SEM图无明显的形貌变化,XRD谱图无明显的物相变化,证实了其稳定性的存在。在优化的操作条件下,催化剂Cu0.5Fe0.5@γ-Al_2O_3催化湿式氧化陶瓷印花废水的COD及色度分别为280 mg·L~(-1)、20倍,达到《污水综合排放标准》(GB 8978~(-1)996)中染料类废水的三级排放标准。     

110离子交换树脂担载催化剂净化低浓度PH3

以110丙烯酸系阳离子交换树脂作为载体,Pd(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)为主催化剂,制成担载型过渡金属催化剂。以N₂为载气,对反应温度、氧含量、催化剂用量3个因素进行催化氧化净化低浓度PH₃研究。实验结果表明,在氧含量为3.7%,温度为72℃时,催化剂的催化活性较高;PH₃净化效率随催化剂用量增大而提高。在优化后的实验条件下,考察催化剂以CO为载气时催化剂对PH₃的净化效率,虽然净化效果比以N₂为载气时差,但反应较稳定,持续时间较长,有较好的抗杂毒性,且催化剂具有再生性能。