杀菌功能载银活性炭的NaBH_4还原法制备及其表征

通过NaBH4还原法制备了银缓释杀菌功能载银活性炭(Ag/AC),研究了其对大肠杆菌(E.coil)的杀灭性能和抗银流失性能.以低温液氮吸附测定活性炭的比表面积,以扫描电子显微镜(SEM)-X射线能谱仪(EDS)分析Ag/AC表面形态以及Ag的含量和分布,以X射线衍射(XRD)观察Ag/AC晶体结构.结果表明,银以单质形式负载在活性炭上.活性炭的载银量、比表面积、银颗粒的粒径及分布取决于AgNO3溶液浓度.在不同AgNO3溶液浓度条件下,银的晶核形成和生长机制发生改变.随着AgNO3溶液浓度的增加,所制备Ag/AC表现出由无活性、抑菌到杀菌活性的变化规律.载银量为2.70%(质量分数)时,Ag/AC能在90 min内杀灭2×106 CFU/mL浓度的大肠杆菌,且在水中振荡600 h的银流失量为21.1%.在保持较高杀菌活性前提下,可以实现银的缓释.     

醋酸银真空浸渍制备杀菌功能载银活性炭及其表征

通过醋酸银真空浸渍法制备了银缓释杀菌功能载银活性炭(Ag/AC),研究了其对大肠杆菌(E.coil)的杀灭性能和抗银流失性能.以气体吸附仪测定活性炭的比表面积和孔结构,以扫描电子显微镜(SEM)观察Ag/AC表面形貌,以X射线衍射(XRD)考察Ag/AC晶体结构.结果表明,单质银均匀负载在活性炭表面.随着CH3COOA...     

负载型纳米Bi2WO6/AC的制备及在可见光下降解邻硝基苯酚

采用水热法在160℃条件下以活性炭(AC)为载体合成了光催化剂Bi2WO6/AC,用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征.同时,以邻硝基苯酚为目标污染物,在可见光照射下,讨论了催化剂用量、溶液的pH、污染物初始浓度等因素对催化剂光催化活性的影响.结果表明,当[Bi2WO6/AC]=5 g·L-1、pH=5[邻硝基苯酚]0=100 mg·L-1时,催化剂可见光降解活性最好,60 min后邻硝基苯酚的降解率可达到99.81%.     

Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极的制备及可见光光电催化协同降解RhB

制备Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极,应用于可见光助三维电极/电Fenton(Vis-3D/EF)光电催化体系中,以RhB为目标污染物,研究了可见光光电催化对RhB的协同降解.实验优化了Fe-Ni-TiO2/AC粒子电极的制备条件,并与活性炭粒子电极、活性炭负载TiO2粒子电极在Vis-3D/EF体系中的光电催化性能进行对比,结果表明:TiO2浸渍液浓度为2g/L,Fe-Ni掺杂比为5:5,Fe:Ni:TiO2物质的量比为0.5:0.5:100的条件下制备的粒子电极在Vis-3D/EF体系中表现出最优的光电催化性能,60min对RhB的去除率达92.58%,优于活性炭粒子电极和活性炭负载TiO2粒子电极.自制粒子电极在Vis-3D/EF体系比在3D/EF体系对RhB的去除率提高29.46%,表现出明显的光催化和三维电极/电Fenton协同处理效果,协同指数为1.18,说明了自制粒子电极应用在Vis-3D/EF组合技术中,实现对RhB的可见光光电协同降解是可行的.     

生物活性炭(PACT)对印染废水A2/O工艺强化运行效果的表征

采用A2/O(PACT)工艺处理水解酸化后的印染废水,对其生物强化效果进行了表征.结果表明:在粉末活性炭投加量为100 mg·L-1的条件下,对比A2/O工艺,A2/O(PACT)对COD的去除率提升超过10%,其处理能力可以达到0.6~1.0 kg·kg-1活性炭,有效提升了系统的冬季运行效果.GC-MS、毒性表征结果表明,A2/O(PACT)针对苯环类、稠环类、杂环类等特征有机污染物具有更好的处理效果.紫外-可见光光谱以及分子量分布检测结果表明:A2/O(PACT)对大分子物质(染料类、腐殖类显色物质等,800~1000 Da)的去除有较为明显的促进效果.此外,针对污泥的镜检发现,A2/O(PACT)活性污泥中具备更加完整的生物相,SEM检测结果也表明,PACT系统中粉末活性炭的生物载体作用明显.     

可见光助三维电极/电Fenton处理罗丹明B废水的研究

提出了以多孔TiO2薄膜(Porous-TiO2)板为阳极,活性炭负载Fe-Ni共掺P25颗粒(Fe-Ni-P25/AC)为粒子电极的可见光助三维电极/电Fenton(Vis-3D/EF)降解有机废水的新方法.同时,考察了该体系对罗丹明B溶液的去除效果和影响因素,探讨了降解过程的反应动力学,并与常规阳极和粒子电极组成的体系处理能耗进行了对比,探讨了Vis-3D/EF体系各个作用对去除率的贡献及对罗丹明B的降解机理.实验结果表明,在电源电压20 V、溶液pH=3、Fe2+离子投加量0.5 mmol·L-1、曝气量1.5 L·min-1、反应时间60 min时,20 mg·L-1罗丹明B的降解率为96.84%,处理过程更符合二级反应动力学.在此条件下,Porous-TiO2阳极板和Fe-Ni-P25/AC粒子电极组成的体系,降解过程具有明显的协同催化特点,协同因子达1.22,且处理能耗仅为常规石墨(Gr)阳极、活性炭(AC)粒子电极组成体系的1/85.5.Vis-3D/EF降解过程中电催化氧化作用、Fenton氧化作用、可见光催化作用及可见光下的协同作用对去除率的贡献分别为43.88%、20.21%、15.26%和17.49%.同时,通过叔丁醇捕获实验发现,·OH对去除率的贡献为75.58%,表明·OH是该体系中产生的主要活性物质.     

活性炭负载纳米TiO2对腐殖酸光催化降解动力学

采用溶胶-凝胶法制备了以颗粒活性炭(GAC)为载体的纳米TiO2/AC复合催化剂,并将其用于腐殖酸的光催化降解.动力学研究表明,TiO2/AC光催化降解腐殖酸过程可用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模式表示.L-H表观反应速率常数KLH=0.1124mg·L-·1min-1,吸附平衡常数K*=0.3402L·mg-1.活性炭负载TiO2对腐殖酸的光催化降解过程,体现了活性炭与TiO2的协同作用,活性炭的吸附作用提高了光催化反应速率.     

高比表面积铜藻基活性炭的制备及工艺优化

以铜藻为原料,在对其进行元素含量、生化组成分析的基础上,分别采用ZnCl2活化法和H3PO4活化法制备活性炭,并以活性炭得率、碘吸附值、焦糖脱色率为指标,采用正交法考察了升温速率、活化温度、浸渍比(活化剂/铜藻质量比)等因素的影响,得到最佳工艺条件.同时,采用扫描电镜(SEM)、Brunauer-Emmet-Tller(BET)比表面积等方法分析活性炭特征.结果表明,铜藻原料粒度对制得的活性炭性能影响显著,106～180μm的颗粒较为适合.ZnCl2活化法制得的活性炭吸附性能明显优于H3PO4活化法;ZnCl2活化法的最佳工艺条件为:升温速率10℃.min-1、活化温度600℃、活化时间2h、浸渍比4,在保证活性炭得率超过30%的基础上,制备的活性炭比表面积为2314.58m2.g-1,碘吸附值为835.3mg.g-1,焦糖脱色率为110%,性能明显优于其他大型海藻原料所制备的活性炭,是陆地传统活性炭原料的有效补充.     

气体扩散电极体系电化学消毒

以自制活性炭/聚四氟乙烯(PTFE)气体扩散电极在无隔膜体系发生H2O2进行电化学消毒的系统研究,主要探讨了膜电极中PTFE质量分数W(PTFE)和造孔剂含量m(NH4HCO3),外部操作条件pH值和氧气流速Q(O2)对杀菌效果的影响.结果表明,W(PTFE)为0.5时,H2O2的产量最高.适量造孔剂的添加有效地提高了杀菌效率,与酸性条件相比,效果在中性条件下更为突出.BET比表面积分析结果表明,随着造孔剂含量的增加,膜电极表面的平均孔径先大幅度减小,后缓慢增加,这有助于电极上的气体传质效果.吸附在杀菌过程中起的作用不大.杀菌效率随着pH值的下降迅速提高,该体系pH值适用范围较广:当原水细菌总数为106CFU.mL-1,pH为3～10,以载铂量W(Pt)为3‰的气体扩散电极作为阴极进行电解,30 min后杀菌效率均能达到80%以上.在一定范围内增加氧气流速Q(O2)对H2O2的产生及杀菌效率的提高无太大影响.一方面,高的氧气流速增大了水的电阻,增加了杀菌能耗,提高气体扩散电极体系杀菌的运行成本;另一方面,高的氧气流速在一定程度上适当缩短了处理时间,降低了设备投资.机制研究表明,开始时阳极的直接氧化与自由基的产生起了重要作用;随着反应时间的延长,阴极H2O2间接杀菌的作用迅速增强;电解30 min后阴极室和阳极室的杀菌效率基本相当,此时两者的作用接近.     

活性炭低温催化还原NOx影响因素及反应机理分析

以活性炭为催化剂,NH₃为还原剂考察了温度,氧含量,SO₂和H₂O等因素对NO_x去除率的影响;同时采用暂态响应技术研究了活性炭低温氨选择性催化还原(SCR)NO_x的反应机理.结果表明:在实验条件下,NO_x去除率随温度的增加逐渐降低,随氧含量的升高逐渐升高,但当φ(O₂)大于2.5%时去除率增加缓慢,说明活性炭具有良好的低温SCR活性,氧的加入促进了NO_x的催化还原,在活性炭低温氨选择性催化还原NO_x的反应中,将NO预氧化为NO₂可提高NO_x的还原率;在短时间内SO₂的通入对其SCR反应影响较小;H₂O的加入大大降低了活性炭的SCR活性,使活性炭催化剂毒化.该SCR反应按Eley-Rideal机理进行,NH₃的吸附过程为该催化过程的控制性步骤.      

Synthesis and enhanced visible-light responsive of C,N,S-tridoped TiO2 hollow spheres

C,N,S-tridoped TiO2 hollow spheres （labeled as C,N,S-THs） were synthesized using carbon spheres as template and C,N,S-tridoped TiO2 nanoparticles as building blocks. The structure and physicochemical properties of the catalysts were characterized by X- ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, UV-Vis diffuse reflectance spectrum （DRS）, N2 adsorption-desorption isotherms, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and Photoluminescence emission spectroscopy （PL）. The results showed that the hollow spheres had average diameter of about 200 nm and the shell thickness was about 20 nm. The tridoped TiO2 hollow spheres exhibited strong absorption in the visible-light region. C,N,S-tridoped could narrow the band gap of the THs by mixing the orbit O 2p with C 2p, N 2p and S 3p orbits and shift its optical response from ultraviolet （UV） to the visible-light region. PL analysis indicated that the electron-hole recombination rate of TiO2 hollow spheres had been effectively inhibited when doped with C, N and S elements. The photocatalytic activities of the samples were evaluated for the degradation of X-3B （Reactive Brilliant Red dye, C.I. Reactive Red 2） aqueous solution under visible-light （λ 〉 420 nm） irradiation. It was found that the C,N,S-tridoped TiO2 hollow spheres indicated higher photocatalytic activity than commercial P25 and the undoped counterpart photocatalyst.     

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.     

H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2可见光下光催化降解孔雀石绿的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂,然后浸渍法制备出H3PW12O40/TiO2复合型光催化剂,并运用XRD、SEM、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析.研究了可见光光照下H3PW12O40/TiO2对孔雀石绿降解的光催化活性,考察了浸渍量、催化剂用量、底物浓度、pH值对光催化降解率的影响.实验表明,在pH=5条件下,H3PW12O40/TiO2催化剂用量为0.3g.L-1,浓度为10mg·mL-1的孔雀石绿溶液在2L·min-1曝气、300W可见光下光照4h后光催化降解率为78%,比TiO2光催化活性提高了24%.     

Mo-TiO2/AC光催化剂的制备及可见光降解L-酸的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Mo⁶⁺掺杂TiO₂光催化剂,并将其负载于粒状活性炭上,以1-萘酚-5-磺酸(L-酸)为模型反应物,研究了对L-酸的光催化作用并讨论了不同光源以及负载次数对L-酸的去除率和溶液的总有机碳去除率的影响.结果表明, Mo⁶⁺掺杂扩大了TiO₂催化剂的光谱响应范围.负载于活性炭上的掺杂二氧化钛为锐钛矿相,粒径约为17.8　nm.负载次数增多,催化剂的活性下降.Mo⁶⁺的掺杂不影响负载催化剂的紫外光活性及对L-酸的吸附能力.100　mg·L^-1的L-酸溶液加0.4 g催化剂,在可见光下反应4 h,掺杂催化剂对L-酸和溶液总有机碳的去除率分别为57%和53%,而未掺杂的催化剂去除率分别为13%和10%.催化剂反复使用4次,催化活性没有变化.     

Characteristic and mercury adsorption of activated carbon produced by CO2 of chicken waste

Preparation of activated carbon from chicken waste is a promising way to produce a useful adsorbent for Hg removal. A three-stage activation process （drying at 200℃, pyrolysis in N2 atmosphere, followed by CO2 activation） was used for the production of activated samples. The effects of carbonization temperature （409-4500℃）, activation temperature （700-900℃）, and activation time （1-2.5 h） on the physicochemical properties （weight-loss and BET surface） of the prepared carbon wereinvestigated. Adsorptive removal of mercury from real flue gas onto activated carbon has been studied. The activated carbon from chicken waste has the same mercury capacity as commercial activated carbon （Darco LH） （Hg^v： 38.7% vs. 53.5%, Hg^0： 50.5% vs. 68.8%）, although its surface area is around 10 times smaller, 89.5 m^2/g vs. 862 m^2/g. The low cost activated carbon can be produced from chicken waste, and the procedure is suitable.     

稻壳基活性炭催化剂的低温NH3-SCR抗硫性能

以稻壳基活性炭（DAC）为载体,利用等体积浸渍法制备了DAC负载Mn、Ce氧化物的Mn-Ce/DAC脱硝催化剂,并用于氨法SCR反应.采用N₂吸附、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和程序升温吸附脱附（TPR/TPD）等手段对催化剂的物理化学性能进行了表征.结果发现与商业木屑基活性炭负载Mn、Ce氧化物催化剂（Mn-Ce/MAC）相比,Mn-Ce/DAC具有更高的Ce³⁺/Ce⁴⁺比率、表面化学吸附氧含量以及表面Brønsted酸性位点,这与其优良的低温SCR活性及抗硫抗水性能直接相关.原位红外光谱结果显示在含硫气氛中Mn-Ce/DAC表面的硫酸盐含量明显低于Mn-Ce/MAC,表明前者具有优良抗硫性能.     

Catalytic decomposition of low level ozone with gold nanoparticles supported on activated carbon

Highly dispersed gold nanoparticles were supported on coal-based activated carbon (AC) by a sol immobilization method and were used to investigate their catalytic activity for low-level ozone decomposition at ambient temperature. Nitrogen adsorption-desorption, scanning electron microscope (SEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to characterize the catalysts before and after ozone decomposition. The results showed that the supported gold nanoparticles prepared with microwave heating were much smaller and more uniformly dispersed on the activated carbon than those prepared with traditional conduction heating, exhibiting higher catalytic activity for ozone decomposition. The pH values of gold precursor solution significantly influenced the catalytic activity of supported gold for ozone decomposition, and the best pH value was 8. In the case of space velocity of 120000 h⁻¹, inlet ozone concentration of 50 mg/m³, and relative humidity of 45%, the Au/AC catalyst maintained the ozone removal ratio at 90.7% after 2500 min. After being used for ozone decomposition, the surface carbon of the catalyst was partly oxidized and the oxygen content increased accordingly, while its specific surface area and pore volume only decreased a little. Ozone was mainly catalytically decomposed by the gold nanoparticles supported on the activated carbon.     

Preparation and catalytic properties of ZrO2-Al2O3 composite oxide supported nickel catalysts for methane reforming with carbon dioxide

ZrO2-Al2O3 composite oxides and supported Ni catalysts were prepared, and characterized by N2 adsorption/desorption, X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques. The catalytic performance and carbon deposition was also investigated. This mesoporous composite oxide is shown to be a promising catalyst support. An increase in the catalytic activity and stability of methane and carbon dioxide reforming reaction was resulted from the zirconia addition, especially at 5wt% ZrO2 content. The Ni catalyst supported ZrO2-Al2O3 has a strong resistance to sintering and the carbon deposition in a relatively long-term reaction.     

AgCl/ZnO/GO光催化降解甲基橙的性能研究

为了提高ZnO对偶氮染料污染物的光催化降解效率,以AgCl和GO（氧化石墨烯）作为改性剂,通过水热法和化学沉积法制备了AgCl/ZnO/GO光催化材料,采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis方法对材料的物相组成、微观形貌及光学特性进行表征;以MO（甲基橙）为目标污染物,探究其在可见光下的催化降解性能,考察AgCl含量、催化剂投加量、pH对其可见光催化活性的影响.结果表明:①AgCl的沉积和GO的负载增强了ZnO对可见光的响应能力,提高了光生电子-空穴产生、分离效率,同时增加了材料的分散性及其对MO的吸附率,因此AgCl/ZnO/GO光催化材料对MO有良好的可见光催化降解效率.②AgCl/ZnO/GO对MO的催化降解效率随着AgCl含量的增加而增加,随着催化剂投加量的增加呈先增后降的趋势,溶液pH对其降解效果有一定影响,但不显著.③当AgCl/ZnO（二者物质的量的比）为2:1、AgCl/ZnO/GO投加量为70 mg、pH为7、室温下经过可见光照射50 min后,AgCl/ZnO/GO对质量浓度为10 mg/L的MO的降解率可达98.93%;此外,该催化剂重复使用4次对MO仍具有88%的去除率,显示出良好的稳定性.因此,AgCl/ZnO/GO是一种高效、稳定的可见光光催化剂,在废水净化方面具有良好的应用前景.      

焙烧条件对热聚合法制备石墨相氮化碳光催化性能的影响及其机理

以三聚氰胺、硝酸为原料,采用热聚合法制备石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,研究了不同焙烧温度对石墨相氮化碳光催化性能的影响。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）以及光致发光光谱（PL）等技术对石墨相氮化碳样品的形貌、化学组成、晶体结构等理化性质进行表征,通过光催化降解实验探究石墨相氮化碳的催化活性。实验结果表明:当焙烧温度为550℃时,制备的石墨相氮化碳样品光催化性能最好。当催化剂投加量为0.04 g时,可见光照射50 min后,对50 mL浓度10 mg/L的罗丹明B（RhB）溶液的降解效率可达到91.7%。适宜的焙烧温度能够使光催化剂的光吸收能力增强,并促进光生电子（e-）和空穴（h+）分离。