蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中微量硝基苯的动力学研究

实验表明单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化在温度20℃、初始pH值6.87条件下对硝基苯的降解均遵循一级反应动力学模型,该条件下单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化工艺对硝基苯的降解主要来源于高活性羟基自由基的氧化作用,同时证明了不同体系温度（10～40℃）和溶液初始pH值（3.00～10.96）下硝基苯的降解同样符合一级反应动力学.2种工艺对硝基苯的降解反应速率都随着温度的升高而增加,单独臭氧氧化的反应速率常数由0.37×10^-3 s^-1升高到1.49×10^-3 s^-1,臭氧/蜂窝陶瓷氧化的反应速率常数由0.56×10^-3 s^-1升高到2.46×10^-3 s^-1,温度越高反应速率提高的幅度却越小.随着pH的升高,单独臭氧氧化对硝基苯降解的反应速率常数从0.15×10^-3 s^-1增加到2.69×10^-3 s^-1,在pH值3.00～9.23范围内,臭氧/蜂窝陶瓷氧化工艺反应速率常数从0.17×10^-3 s^-1增加到1.90×10^-3 s^-1,在pH为10.96时反应速率常数下降到1.64×10^-3 s^-1.     

北京城区与下游地区臭氧对比研究

2005年6月～2006年9月,分别在北京城区和兴隆对臭氧和气象要素进行了连续观测. 结果表明,除冬季外,北京地区臭氧的产生和消耗速度明显高于兴隆;期间北京和兴隆观测到的臭氧最大值(体积分数)分别为198.9×10^-9和151.2×10^-9. 臭氧超过国家二级标准的时数两地分别为171 h和255 h,北京城区90%以上集中在16:00前,而兴隆夜间臭氧污染占82%. 受到北京输送的影响,兴隆臭氧日变化的最高值出现时间比北京晚3～4 h,但是冬季兴隆受到的影响较小. 兴隆观测到的超标事件与北京的输送具有良好的相关性,持续稳定的天气条件和昼夜循环的局地环流可以导致兴隆臭氧持续积累,并在夜间形成臭氧“双峰”现象. 兴隆的AOT40分别为23.1×10^-6×h、 26.5×10^-6×h、 14.1×10^-6×h,表明北京对下游区域的农业产生具有严重影响.     

北京地区边界层大气臭氧浓度变化特征分析

利用2001-03～2006-10的大气臭氧探空资料,分析了近6 a北京边界层（2 km以下）大气臭氧浓度的平均月变化和季节变化规律.结果表明,边界层大气臭氧浓度的月变化很明显,1月臭氧浓度最小,地面臭氧浓度不到10×10^-9(体积分数,下同),上层（即2 km）臭氧浓度也不到50×10^-9.而6月臭氧浓度最大,地面达到85×10^-9,上层大于90×10^-9.臭氧浓度具有明显的季节特征,从臭氧浓度值来看,冬季最小,夏季最大.从地面到上层的臭氧浓度的变化幅度来看,冬季变化最大,夏季变化最小.根据廓线变化方式,臭氧浓度廓线可分为3种类型,冬季型、夏季型、春秋季型.不同高度臭氧月平均浓度也明显不同.分析地面及上层臭氧浓度与气象因子如温度和湿度的相关关系,发现地面臭氧浓度与温度具有较好的线性关系,相关系数在0 .85以上.     

Fe~(3+)对氨法脱硫工艺中氧化和结晶的影响

烧结烟气经氨法脱硫后,吸收液中含有Fe3+等金属离子,随着工艺循环运行,Fe3+浓度逐渐升高,副产物硫酸铵质量变差。为研究Fe3+对氨法脱硫工艺中氧化和结晶的影响,设计了亚硫酸铵氧化实验和硫酸铵结晶实验。结果表明:Fe3+对亚硫酸铵氧化有催化作用。在亚硫酸铵初始浓度为0.6 mol/L,pH为5.0,Fe3+浓度为0.01 mol/L时,亚硫酸铵氧化效果最好,SO42-转化率为87.67%。在硫酸铵结晶实验中,通过XRD及SEM对硫酸铵结晶进行表征分析,在Fe3+对晶体特定晶面的抑制作用以及Fe(OH)3胶体絮凝作用下,当Fe3+浓度达到0.02 mol/L时,硫酸铵晶体无法正常结晶。吸收液中Fe3+浓度应控制在低于0.02 mol/L。     

杂多化合物脱硫化氢动力学研究

在双搅拌、无浓度梯度气液反应器中考察了磷钼杂多化合物吸收H2S过程的宏观动力学行为.结果表明,吸收剂浓度提高,脱硫效果增强,当磷钼酸钠浓度超过6.25×10-3mol/L后,单一与复配体系对H2S的吸收速率均趋恒定.从工业操作角度来看,6.25×10-3mol/L是适宜的操作浓度温度提高,吸收效果略有降低,但变化幅度不大,实际操作温度可选择常温;进气H2S浓度提高,吸收效果增强.两种脱硫体系中,以复配体系脱硫性能为优.实验测得25℃下反应器中H2S的气、液相传质系数分别为:kGH-2S =8.201×10-10kmol/(m2.s.Pa),kLH-2S=3.440×10-4m/s.吸收反应对磷钼酸钠及硫化氢的反应级数分别为0.339与1.055.     

生物质燃烧对东南亚及中国南方对流层臭氧含量影响的模拟研究

利用区域气候和大气化学模式系统,对2000年春季生物质燃烧排放影响东南亚及中国南部地区对流层臭氧含量进行模拟研究.结果表明,春季东南亚和南亚的生物质燃烧不仅影响源区对流层臭氧含量,而且对处于环流下游的中国南部地区也有显著作用;燃烧源区主要影响对流层低层,下游地区则影响对流层中低层.在源区引起的对流层臭氧总浓度增加达2.1×10^-1g/m²,对下游的中国南部地区增加量为9.0～12.0×10^-2g/m²;源区大气低层1000～900hPa的臭氧含量可增加36×10^-9m³/m³ 以上,而在中国南部750～700hPa高度上空的增加达15×10^-9m³/m³.     

低温等离子体改性对Fe2O3/ACF低温选择性催化还原NO的影响

利用N2低温等离子体对过量溶液浸渍法制备的Fe2O3/ACF（活性炭纤维）催化剂进行了改性,运用BET比表面积、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）和傅立叶变换红外光谱（FT\|IR）对催化剂进行表征.同时,对催化剂的NH3选择性催化还原（SCR）NO的催化性能进行了研究.结果表明,活性组分最佳负载量的质量分数为10.3%;N2等离子体改性最优改性电压为6kV,改性时间为3min;随着反应温度的升高,空白ACF上NO转化率先升高再下降,而催化剂上NO转化率呈上升趋势.在NO体积分数1000×10-6、NH3体积分数1000×10-6、O2体积分数5%、空速10040h-1和反应温度240℃的条件下,催化剂3.7%Fe2O3/ACF和10.3%Fe2O3/ACF经N2等离子体改性后,其NO转化率（相对于未改性的）分别提高了16.43%和6.84%.N2等离子体改性催化剂提高了活性组分在ACF上的分散度,增加了ACF表面的含氮官能团,从而提高了催化剂的SCR低温活性.     

镉与天然固体表面络合物的条件稳定常数

本文研究天然固体、伊利土和湘江悬浮沉积物从水中吸附极低浓度(ppb级)的镉时吸附量随pH的变化;同时研究不同pH值时的吸附等温线。根据简单的表面络合模式,利用线性关系及其分配系数,求取不同pH值时的天然固体与镉形成的表面络合物的条件稳定常数。条件稳定常数随pH值的上升,分为两个区域而呈线性增长。据此求得表面络合反应的条件络合常数。镉与伊利土和湘江悬浮沉积物的表面络合物条件稳定常数分别为3.0—1.8×10~2和0.8—2.5×10~2(pH5.0—8.5).低pH区伊利土和湘江悬浮沉积物吸附镉的条件络合常数分别为3.3×10~(-2)和2.8×10~(-2),高pH区二者的络合常数分别为5.6×10~(-5)和8.5×10~(-8)。     

蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中草酸的研究

实验比较了单独臭氧氧化、蜂窝陶瓷催化臭氧化和蜂窝陶瓷催化剂吸附3种工艺去除水中草酸的降解效果.结果表明,蜂窝陶瓷催化臭氧化、单独臭氧氧化和蜂窝陶瓷催化剂吸附对水中草酸的去除率分别为37 .6%、2 .2%和0 .4%,蜂窝陶瓷催化剂的存在显著提高了臭氧氧化降解水中草酸的去除效果.添加叔丁醇的浓度为5、10和15 mg·L^-1时,催化臭氧化对草酸的去除率分别降低了24 .1%、29 .0%和30 .1%,证明蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中草酸遵循·OH氧化机理,即非均相的催化剂表面强化了·OH的引发.TOC测试结果显示,蜂窝陶瓷催化臭氧化工艺可以将草酸彻底矿化,无中间产物生成.反应温度与草酸的去除效果成正相关性,当水体温度为10、20、30和40℃时,蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中草酸的去除率分别为16 .4%、37 .6%、61 .3%和68 .2%.     

聚乙烯醇废水中浓度的分光光度分析

研究了废水中聚乙烯醇浓度的分光光度分析,选择的显色体系为0.32MH_3BO_3-0.003MI_2。在浓度6×10~(-6)g/l-6×10~(-5)g/l范围内线性良好(波长为690nm),相关系数r=0.9998,检测下可达6×10~(-6)g/l。表观摩尔吸光系数1.25×10~4l/(g.cm)。     

Loss of ozone on sulfate and sulfide doped-ice surfaces

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＯｚｏｎｅｐｌａｙｓａｃｒｉｔｉｃａｌｒｏｌｅｉｎｔｈｅｅａｒｔｈ’ｓｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｂａｌａｎｃｅｏｗｉｎｇｔｏｉｔｓｓｔｒｏｎｇａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙｄａｍａｇｉｎｇｉｎｃｏｍｉｎｇｕｌｔｒａ...     

Heterogeneous uptake of NO2 on soils under variable temperature and relative humidity conditions

Heterogeneous reactions of nitrogen dioxide (NO₂) on soils collected from Dalian (S1) and Changsha (S2) were investigated over the relative humidity (RH) range of 5%-80% and temperature range of 278-328 K using a horizontal coated-wall flow tube. The initial uptake coefficients of NO₂ on S2 exhibited a decreasing trend from (10 ± 1.3) × 10^-8 to (3.1 ± 0.5) × 10^-8 with the relative humidity increasing from 5% to 80%. In the temperature effect studies, the initial uptake coefficients of S1 and S2 decreased from (10 ± 1.2) × 10^-8 to (3.8 ± 0.5) × 10^-8 and from (16 ± 2.2) × 10^-8 to (3.8 ± 0.4) × 10^-8 when temperature increased from 278 to 288 K for S1 and from 278 to 308 K for S2, respectively. As the temperature continued to increase, the initial uptake coefficients of S1 and S2 returned to (7.9 ± 1.1) × 10^-8 and (20 ± 3.1) × 10^-8 at 313 and 328 K, respectively. This study shows that relative humidity could influence the uptake kinetics of NO₂ on soil and temperature would impact the heterogeneous chemistry of NO₂.     

被动采样法观测研究京津冀区域大气中气态污染物

为了对京津冀区域的大气污染物进行观测,揭示污染物浓度和组分的时空分布和变化规律,深入了解区域复合型污染,从2007年12月开始使用造价低、操作简捷的被动采样方法对区域10个站点大气中的SO2、NO2、O3和NH3等主要污染物进行了监测,对被动采样方法的区域适用性进行了比较全面的评估并根据监测结果对污染物的浓度水平和区域分布进行了研究.方法适用性评估表明被动采样方法在污染较严重的京津冀区域能进行长时间采样,采样频率设定为每月1次;平行采样结果显示,SO2、NO2、O3和NH3的变异系数分别为6.4%、7.1%、4.2%和3.9%,方法表现出良好的稳定性;每月1次的被动采样浓度结果与主动采样仪器观测结果月平均值相比具有较好的一致性,SO2、NO2和O3这2种方法监测结果的相关系数达到0.91、0.88和0.93,拟合曲线斜率分别为1.25、0.98和0.93,平均相对标准偏差分别为23.3%、14.9%和8.5%,能基本满足大气采样的要求,NH3的短时监测也表明2种方法具有可比性.评估结果说明被动采样方法是一种可靠的大气污染监测方法,可用于区域污染的监测.2008年夏季京津冀区域10个站点SO2、NO2、O3和NH3的被动采样平均浓度分别(12.3±6.3)×10-9、(13.2±7.0)×10-9、(40.5±9.5)×10-9和(24.0±13.7)×10-9.浓度区域分布显示SO2和NO2在城市站点具有较高浓度,而NH3在农业站点的浓度较高,SO2、NO2和NH3的大气浓度水平明显受局地排放影响,浓度分布较直观的反应了站点的局地源排放;而O3除了背景站兴隆,在北京和天津周边的大小城市,平均浓度都在40×10-9左右,表现出区域协同污染特征.     

海峡西岸经济区大气污染物排放清单的初步估算

以2009年为基准年,结合污染源普查数据、统计年鉴及工业活动、居民生活等多个方面对海峡西岸经济区包括SO2、NOx、PM2.5、VOCs和NH3在内的大气污染物的排放量进行了估算,建立了海西区大气污染物排放清单.结果发现,上述5类污染物基准年的排放量分别为40.67×104、55.84×104、50.57×104、152.26×104和26.18×104t.其中,SO2、NOx及PM2.5的排放主要来自电厂,占排放总量的比例分别为25.58%、34.89%和38.75%;VOCs和NH3的主要排放源分别来自植被排放和养殖业,其贡献量分别为49.12%和47.07%.采用GIS对排放清单进行网格化处理,得出SO2、NOx及PM2.5的高排放强度区域与固定源的空间分布较为一致.此外,结合国家和地方"十二五"发展规划,采用情景分析方法估算了2015年海西区大气污染物的排放清单.与基准年相比,SO2、NOx和NH3的排放量呈下降趋势,PM2.5和VOCs的排放量呈大幅度增加.基准年排放清单的不确定性分析显示,VOCs排放估算的不确定度最大,为225%.     

Knudsen cell and smog chamber study of the heterogeneous uptake of sulfur dioxide on Chinese mineral dust

The heterogeneous uptake processes of sulfur dioxide on two types of Chinese mineral dust（Inner Mongolia desert dust and Xinjiang sierozem） were investigated using both Knudsen cell and smog chamber system. The temperature dependence of the uptake coefficients was studied over a range from 253 to 313 K using the Knudsen cell reactor, the initial uptake coefficients decreased with the increasing of temperature for these two mineral dust samples, whereas the steady state uptake coefficients of the Xinjiang sierozem increased with the temperature increasing, and these temperature dependence functions were obtained for the first time. In the smog chamber experiments at room temperature, the steady state uptake coefficients of SO2 decreased evidently with the increasing of sulfur dioxide initial concentration from 1.72 × 1012 to 6.15 × 1012mol/cm3. Humid air had effect on the steady state uptake coefficients of SO2 onto Inner Mongolia desert dust.Consequences about the understanding of the uptake processes onto mineral dust samples and the environmental implication were also discussed.     

南京北郊冬春季大气能见度影响因子贡献研究

为研究南京北郊气象要素以及气溶胶对大气能见度的影响,利用2014年1~5月的能见度、相对湿度、温度、颗粒物浓度及其化学成分等观测数据,探讨了气溶胶不同化学组分对消光系数的贡献,提出了该地区能见度基于不同参数的拟合方案.结果表明,观测期间平均能见度为(5.78±3.64)km,能见度与相对湿度、PM_(2.5)存在明显的负相关,相关系数分别为-0.66、-0.48.冬季平均消光系数为(398.72±219.88)Mm~(-1),Organic、NH_4NO_3、(NH_4)_2SO_4和EC对消光的贡献率分别为38.81%、27.81%、23.95%和7.15%;春季平均消光系数为(248.36±78.42)Mm~(-1),Orgamic、NH_4NO_3、(NH_4)_2SO_4和EC对消光的贡献率分别为31.59%、24.36%、32.63%和8.64%.对比不同的能见度拟合方案时,基于颗粒物成分的能见度拟合方案优于基于散射系数的.不同相对湿度区间内PM_(2.5)对能见度的影响程度不同,基于PM_(2.5)、相对湿度和温度的能见度拟合方案说明:低相对湿度的条件下,PM_(2.5)对能见度的影响较大;随相对湿度增大,相对湿度成为更为重要的影响因子.     

环境监测用多参数光纤化学传感技术研究

采用发光二极管、光导纤维和硅光电二级管检测器研制成可供环境水ｐＨ值和大气中ＳＯ２、ＮＨ３检测的光纤多参数传感系统．仪器对ｐＨ值的响应可低达００１ｐＨ，对水中ＮＨ４＋的检测限为２×１０－６ｍｏｌ／Ｌ，ＳＯ３２－的检测限为２×１０－４ｍｏｌ／Ｌ；仪器体积小，可用电池供电、便于野外监测，检测准确、稳定，成本低廉．     

臭氧氧化反渗透浓缩垃圾渗滤液动力学

采用臭氧氧化法处理经反渗透膜处理后的浓缩垃圾渗滤液,并建立了氧化降解反应动力学模型.结果表明,氧化降解初始反应速率主要与初始pH、臭氧投量、反应温度和初始COD有关.在pH 8.0,温度30℃,臭氧投量5.02 g/h,反应时间90 min的条件下,反渗透浓缩渗滤液的COD去除率达到67.6%;并且在pH为2.0～8....     

Effects of synthesis methods on catalytic activities of CoOx–TiO2 for low-temperature NH3-SCR of NO

A series of cobalt doped TiO_2(Co-TiO_2) and Co Oxloaded TiO_2(Co/TiO_2) catalysts prepared by sol–gel and impregnation methods respectively were investigated on selective catalytic reduction with NH_3(NH_3-SCR) of NO. It was found that Co-TiO_2 catalyst showed more preferable catalytic activity at low temperature range. From characterization results of XRD,TEM, Raman and FT-IR, Co species were proved to be doped into TiO_2 lattice by replaced Ti atoms. After being characterized and analyzed by NH_3-TPD, PL, XPS, EPR and DRIFTS, it was found that the better NH_3-SCR activities of Co-TiO_2 catalysts, compared with Co/TiO_2 catalyst, were ascribed to the formation of more oxygen vacancies which further promoted the production of more superoxide ions(O-2). The superoxide ions were crucial for the formation of low temperature SCR reaction intermediates(NO-3) by reacting with adsorbed NO molecule. Therefore, these aspects were responsible for the higher low temperature NH_3-SCR activity of Co-TiO_2 catalysts.     

Fe2O3添加对钛基SCR催化剂表面硫酸氢铵分解行为的影响规律

采用共沉淀法合成了TiO_2及TiO_2-Fe_2O_3载体,并对硫酸氢铵与上述载体之间的相互作用及硫酸氢铵的具体分解行为进行了研究.结果表明,催化剂载体表面含硫官能团主要以双齿硫酸盐的形式存在,含氮官能团以铵根离子的形式存在.当硫酸氢铵沉积于催化剂载体表面时,由于硫酸根离子具有较强的电负性,Ti原子及Fe原子处于电子缺失状态.对于TiO_2载体,硫酸根离子主要与Ti原子相连;而对于TiO_2-Fe_2O_3载体,Ti原子及Fe原子均为硫酸根离子主要的附着位点.采用热分析方法及原位红外对硫酸氢铵在TiO_2及TiO_2-Fe_2O_3载体表面的分解行为进行了研究,发现铁氧化物的添加显著促进了硫酸氢铵在低温区间内的分解行为;与铵根离子相比,硫酸根离子具有更高的热稳定性.催化剂稳定性测试结果表明,铁氧化物的添加显著提高了低温抗硫抗水性能,为实现低温SCR技术的工业应用提供了理论基础.