用正交设计法估计动力学方程中的参数——在MoBiCe/SiO_2催化剂上丁二烯深度氧化动力学

用外循环无梯度反应器研究了Mo_(3.0)Bi_(0.9)Ce_(1.1)/SiO_2催化剂上丁二烯深度氧化动力学。实验结果服从双分子吸附的L-H机理方程。用正交设计法求动力学方程中的参数。     

常温下CO氧化催化剂的研究

为使CO在常温下氧化为CO_2,本工作选择了活性碳纤维作为催化剂载体,以PdCl_2-CuC_2-Cu(NO_3)2为活性组份,比较了三种活化方法制备的活性碳纤维其比表面积及羧基含量的变化。用FT-IR及XPS方法测试了载体表面含氧官能团与活性组份之间的相互作用。考察了载体比表面不同时,对CO氧化性能的影响。研究了钯含量、温度、预饱和水温对催化活性的影响。对反应动力学进行了初步考察,测定的表观活化能约为15.8千卡/克分子。催化剂在20—40℃、空速为10000小时~(-1)的条件下,可使浓度为4×10~3ppm的CO有效的氧化为CO_2。     

丙酮在Pt/NM,Fe-Cu-Mn/NM催化剂上深度氧化反应动力学研究

采用积分反应器分别考察了Pt/NM,Fe-Cu-Mn/NM催化剂上丙酮深度氧化反应的活性和动力学。结果表明,Fe-Cu-Mn-NM催化剂对丙酮的氧化活性高于Pt/NM催化剂,深度氧化反应的速度方程可用幂函数表达式r=Ae~(△EIRTC)#来表示,相应的动力学参数Fe-Cu-Mn/NM为:n=0.5,△E=145.8(kJ/mol),A=3.63×10~(10);Pt/NM为:n=1,△E=93.3,A=4.91×10~4。     

CeO2—CuO／γ—Al2O3催化剂上CO氧化及氧物种脱附与恢复行为的研究

氧化铈(CeO_2)作为贮氧和氧离子的传导物质常在高温下有催化特性,而CuO是普通的氧化物催化剂 本文以CeO_2结合活泼的CuO/γ-Al_2O_3催化剂为研究对象,利用色谱-微反流动法,以及XRD,TPR和TPD-MS等技术,研究了CuO/γ-Al_2O_3催化剂及添加CeO_2对CO和n-C_5H_(14)深度氧化的性能,探讨了催化剂的还原特性及表面氧的脱附与恢复行为 结果表明,CeO_2的存在改善了CuO在γ-Al_2O_3上的分散状态,促进了催化剂上氧物种的脱附与恢复,加速了氧化还原循环,从而提高了催化剂对CO和n-C_6H_(14)的深度氧化活性.     

模拟酸雨下H+-Ca2+在红壤表面的动力学特征

研究模拟酸雨下H Ca2 在红壤表面的反应动力学吸附特征 ,结果表明 :Ca2 的吸附动力学能很好地用一级动力学方程、抛物线扩散方程和Elovich方程 (R2 >0 97)拟合 .随溶液酸度的增加 ,Ca2 的最大吸附量显著降低 ,Ca2 吸附反应速率控制步骤是离子在颗粒内的扩散 ,扩散速率常数随酸度的增加而下降 .酸溶液pH值为 4 5和 5 6时 ,有H 的释放 ,H 的表观释放量能用一级动力学方程和扩散方程拟合 ,Elovich方程不宜拟合pH 5 6酸处理的动力学数据 ;酸溶液pH值为 3 5和 2 5时 ,有H 的消耗 ,H 消耗总量看作表观消耗量 ,用一级动力学方程、Elovich方程和扩散方程进行拟合 .比较相关系数和标准误差的大小 ,除pH值为 2 5的酸处理用扩散方程拟合结果较差外 ,这 3种动力学模型进行拟合均得到较满意的结果     

在Pt/Al_2O_3催化剂上己烷完全氧化有效因子的测定与估计

测定了己烷完全氧化的催化剂有效因子,其值在0.11—0.16之间.用近似计算方法计算L-H双分子反应η的理论值.配合使用试射法与梯形法数值介法算出在催化剂孔内的O_2分压分布.     

啤酒酵母去除水中Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附动力学和解吸特性

生物吸附法是一种经济有效的处理大规模低浓度重金属废水的生物技术,其中啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是具有实用潜力的生物吸附剂.通过以实验室培养的啤酒酵母作生物吸附剂,研究了啤酒酵母对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附的动力学解吸特性,结果表明:非固定化啤酒酵母对重金属的吸附是一个快速的、不依赖于生物代谢的过程,经过2h后Cd~(2+)达吸附平衡,Cu~(2+)为3 h.它们的吸附动力学过程均可用Elovich方程、抛物线扩散方程、双常数方程、二级动力学方程、Langmuir动力学方程来拟合,对Cd~(2+)来说,以二级动力学方程的拟合效果最佳,Cu~(2+)以Elovich方程最佳.固定化啤酒酵母吸附Cd~(2+)的平衡时间为60 h,Cu~(2+)为24 h,吸附速率大大降低.固定化啤酒酵母对重金属的吸附动力学也可用Elovich方程、抛物线扩散方程、双常数方程、二级动力学方程、Langmuir动力学方程拟合,但Cd~(2+)以Elovich方程最佳,Cu~(2+)以Langmuir动力学方程最佳.固定化碱处理啤酒酵母可用HC1作为解吸剂进行解吸,使吸附剂得到再生,具有较大的开发应用潜力.     

DyFeO3上CO氧化动力学

ＤｙＦｅＯ３钙钛矿结构用ＸＲＤ测定，催化剂对ＣＯ的氧化还原机理用ＣＯ还原脉冲及Ｏ２再氧化脉冲证实，在ＤｙＦｅＯ３上ＣＯ氧化动力学服众Ｒｅｄｏｘ机理方程，用正交设计法估计动力学方程中参数，讨论了幂函数速率方程及Ｒｅｄｏｘ机理方程中ＣＯ反应级数的联系。     

催化剂对甲醛废水湿式氧化的增效作用

在设定的湿式氧化条件下 ,从若干种金属盐中筛选了Cu(NO3) 2 作为氧化甲醛废水的催化剂 ,考察了Cu(NO3) 2 用量、废水的初始浓度及温度对有机物去除率的影响 ,结果表明 :Cu(NO3) 2 以 5mg·l- 1 Cu2 计量投加为宜 ,甲醛初始浓度在 480mg·l- 1 — 1 5 0 0mg·l- 1 范围内一直保持较高的去除率 ,反应的适宜温度为 1 40℃以上 ;根据反应过程数据建立了该催化氧化反应的分段一级动力学模型 ,求得甲醛氧化动力学模型快、慢步骤的表观活化能分别为7 2 9kJ·mol- 1 和 1 4 45kJ·mol- 1 ;而COD降解动力学模型快、慢步骤的表观活化能则分别为2 0 47kJ·mol- 1 和 2 9 5 2kJ·mol- 1 .     

氨基比林的臭氧降解和矿化效能分析

以氨基比林(pyramidon,PD)为代表性药物和个人护理品污染物,探讨了实验室条件下臭氧(O_3)氧化对PD的去除效果、动力学和降解机制,考察了反应条件包括温度、p H、阴离子和过氧化氢(H_2O_2)对PD降解过程的影响.结果表明,O_3氧化对PD的降解效果明显,降解过程符合拟一级反应动力学模型.降解动力学常数(k_obs)在反应温度为20℃时最高(1.756×10~(-2)s~(-1));H_2O_2的投加对于k_obs具有低促高抑的效果,在H_2O_2浓度为0.135 mmol·L-1时达到最优效果(k_obs,2.108×10~(-2)s~(-1)).p H的升高和阴离子HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-的投加会降低PD降解速率,而NO_3~-离子对PD的降解有明显地促进效果.对PD O_3降解过程的矿化效率和副产物分析可知,O_3氧化无法有效矿化PD,PD的O_3降解机理主要包括亲电加成和取代、吡唑环直链化、羟基化、脱苯基和脱甲基作用.     

氯化四(4-磺酸钠苯基)卟啉铁(Ⅲ)催化过氧化氢氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

用紫外-可见分光光度法研究了水溶性金属卟啉Fe(TPPS)Cl催化H2O2氧化降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)的动力学(TPPS为四(4-磺酸钠苯基)卟啉),探讨了反应体系酸度、H2O2/Fe(TPPS)Cl物质的量之比、温度对氧化降解速率的影响,提出了反应机理,建立了反应动力学数学模型.研究结果表明,TCP初始浓度为3.8×10-4 mol.L-1、Fe(TPPS)Cl浓度为4.0×10-5 mol.L-1、H2O2浓度为1.8×10-3mol.L-1、温度为25℃、pH值为6.8、反应时间为90 min时,TCP的降解率可达到99%,其表观活化能为10.96 kJ.mol-1.因此,Fe(TPPS)Cl作为模拟过氧化物酶在催化降解TCP过程中是一种有效的催化剂.     

基于CeO_2/TiO_2催化H_2O_2氧化低温脱硝的实验研究

以H_2O_2为氧化剂对NO进行低温氧化脱硝,考察了非催化和纳米TiO_2催化作用下的H_2O_2氧化低温脱硝性能;并以纳米TiO_2为载体,采用等体积浸渍法掺杂过渡金属氧化物CeO_2进行改性,制备了一系列CeO_2/TiO_2催化剂,探究了其催化作用下H_2O_2的氧化脱硝性能,并筛选获得了催化剂的最佳CeO_2负载量;进一步针对最优催化剂,考察了不同烟气工况对催化剂活性的影响,并进行了XRD、H2-TPR以及XPS等表征分析.表征结果显示,CeO_2的负载量会影响催化剂中晶格氧的含量,晶格氧相对含量的增加有利于氧化还原反应中的电子传递,这是促进H_2O_2活化分解的关键.实验结果表明,CeO_2/TiO_2催化剂能有效促进H_2O_2的活化分解实现低温脱硝,且CeO_2负载量为3%wt时,催化活性最高;在烟温为160℃、[H_2O_2]/[NO]物质的量比为2以及空速为30000 h-1时,NO转化率最高可达76%.     

饮用水中两种硫醚类嗅味物质的氧化去除

本文针对KMnO_4、ClO_2、NaClO、O_3、H_2O_2去除饮用水中戊基硫醚(diamyl sulfide,DAS)和丙基硫醚(dipropyl sulfide,DPS)进行了研究.在中性室温条件下选取KMnO_4、ClO_2、NaClO、O_3、H_2O_(2 )5种氧化方式氧化2000 ng·L~(-1) DPS、DAS,并探究其去除效果、氧化动力学及氧化机理.实验结果表明,5种氧化方式氧化2000 ng·L~(-1)的DPS、DAS 2 h后,DPS、DAS去除率大多数都达到了90%以上,DPS、DAS氧化后剩余浓度大多低于其嗅阈值;根据动力学常数计算,高锰酸钾与DPS、DAS的二级反应动力学常数分别为2.30×10~4、1.74×10~4 L·mol~(-1)·min~(-1);O_3、H_2O_2氧化结果表明,O_3氧化效果明显高于其他氧化方式,但单独使用H_2O_2效果不及其他氧化剂;ClO_2、NaClO在硫醚的氧化中效果显著,去除率接近100%;高锰酸钾在氧化中存在色度问题,当水体中DPS、DAS浓度水平较高时高锰酸钾适用性不强;高锰酸钾、次氯酸钠、二氧化氯等氧化剂会使DPS、DAS氧化成砜类物质,本研究中识别出二戊基砜(diamyl sulfone)、二丙基砜(dipropyl sulfone).     

铁锰结核对As(Ⅲ)的吸附和氧化特性研究

研究As(Ⅲ)在土壤中的铁锰结核上的吸附和氧化特征,对理解土壤中As(Ⅲ)的含量变化和制定有效的治理措施有至关重要的作用.以东北地区代表性土壤-棕壤中提取的铁锰结核作为试验材料,采用一次平衡法,对As(Ⅲ)在铁锰结核上的吸附和氧化特性,及其动力学特征进行了研究.研究结果表明,反应是包括吸附和氧化反应的复杂过程.初始质量浓度在1～15 mg·L~(-1)的范围内时,随着初始质量浓度的提高,吸附量随之增大,Mn的释放量增加,初始质量浓度在15～30 mg·L~(-1)的范围内时,吸附量的增加缓慢,Mn的释放量也接近平衡,吸附曲线可用Langmuir方程及Freundlich方程拟合(r>0.97),铁锰结核对As(Ⅲ)具有较强的吸附性能,最大吸附量达到了3 000 mg·kg~(-1).动力学实验中,反应在24 h内趋于饱和,可用Freundlich模型描述.氧化反应后释放到溶液中的As(V)质量浓度随时间变化先升高后降低,大多数的As(V)都被吸附在了铁锰结核表面,说明铁锰结核对砷具有很好的吸附和解毒作用.Mn的释放量在6 h时基本达到平衡.释放到溶液中的Mn质量浓度与时间符合Elovich动力学方程.     

Pt/SiO_2-Al_2O_3抗硫型柴油车尾气净化氧化催化剂的制备及性能

使用浸渍法制备了一系列SiO2含量不同的改性Al2O3材料,并以此为载体制得一系列Pt/SiO_2-Al_2O_3柴油车尾气净化氧化催化剂(DOC).N2吸附-脱附实验和扫描电子显微镜(SEM)检测证实,SiO_2以多孔形式均匀覆盖在Al2O3表面,没有明显影响Al2O3的织构性质.运用热重法对各催化剂的抗硫性进行了表征,结果证实,SiO_2的引入有效提高了Pt/Al_2O_3催化剂的抗硫性;经硫累积实验后,所制备的Pt/SiO_2-Al_2O_3系列催化剂硫酸盐累积量均小于1.0 wt.%,而Pt/Al_2O_3的硫酸盐累积量约为3.94 wt.%.催化剂活性检测结果表明,适量SiO_2的引入不会影响Pt/Al_2O_3催化剂的活性;当SiO_2引入量为18 wt.%时,Pt/SiO_2(18%)-Al_2O_3催化剂不仅抗硫性能优异而且具有更好的耐久性,模拟柴油车使用160000 km后,其催化活性未明显降低.因此,本研究认为SiO_2在Pt/Al_2O_3DOC催化体系中,可以起着抑制硫中毒及提高耐久性的作用.     

温度和砷酸根对砖红壤中Cd（II）吸附动力学的影响

土壤中砷和镉同时存在的现象普遍存在,但目前对砷酸根与Cd(II)在可变电荷土壤表面协同作用的机制还了解不多。用一次平衡法研究了288 K和308 K温度条件下Cd(II)在昆明砖红壤表面的吸附动力学,比较了加入砷酸根对Cd(II)吸附动力学的影响。结果显示,加As(V)和升高温度均不仅增加Cd(II)的吸附量,而且提高了吸附反应的速率。Cd(II)在砖红壤表面的吸附反应进行的特别快,几乎在30 min内达到准平衡,假二级动力学方程能很好拟合30 min内的吸附动力学数据(r2>0.999 5)。从反应速率常数计算得到的活化能的结果表明,加As(V)显著降低了Cd(II)吸附反应的活化能,这是As(V)促进可变电荷土壤吸附Cd(II)的根本原因。     

磁性Fe_3O_4/改性焦炭的制备及其对罗丹明B的吸附性能

以焦炭为原料、KOH为活化剂制备改性焦炭,采用原位氧化沉淀法制备纳米Fe_3O_4负载于改性焦炭表面上,制备出磁性复合材料,利用N2等温吸附(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶交换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)等对其进行了表征,并研究了其对罗丹明B的吸附性能,系统考察了吸附动力学、吸附等温线、pH、吸附剂投加量对吸附性能的影响.结果表明,改性焦炭微孔结构发达,利于Fe_3O_4分散负载其表面上.Fe_3O_4/改性焦炭具有良好的磁性能和吸附性能,在2 h内对罗丹明B达到吸附平衡,吸附动力学符合准二级吸附动力学方程,等温吸附数据符合Langmuir模型,吸附是自发行为且为吸热反应.吸附剂在较宽的pH范围内有较高的吸附量,罗丹明B去除率可达98.32%.     

甲醇和甲苯蒸汽在锰(Ⅱ)催化剂上燃烧的动力学研究

本文研究了甲醇和甲苯蒸汽在锰(Ⅱ)催化剂上燃烧的动力学规律。确定了甲醇—锰(Ⅱ)及甲苯—锰(Ⅱ)两个催化反应体系分别对甲醇及甲苯的反应级数,测定了反应的活化能和频率因子,建立了反应的动力学方程式。进一步了解了锰(Ⅱ)催化剂治理甲醇废气的催化燃烧性能,为应用锰(Ⅱ)催化剂治理甲醇废气的催化燃烧装置的设计提供了动力学数据。     

温度和砷酸根对砖红壤中Cd(Ⅱ)吸附动力学的影响

土壤中砷和镉同时存在的现象普遍存在,但目前对砷酸根与Cd(Ⅱ)在可变电荷土壤表面协同作用的机制还了解不多.用一次平衡法研究了288 K和308 K温度条件下Cd(Ⅱ)在昆明砖红壤表面的吸附动力学,比较了加入砷酸根对Cd(Ⅱ)吸附动力学的影响.结果显示,加As(V)和升高温度均不仅增加Cd(Ⅱ)的吸附量,而且提高了吸附反应的速率.Cd(Ⅱ)在砖红壤表面的吸附反应进行的特别快,几乎在30 min内达到准平衡,假二级动力学方程能很好拟合30 min内的吸附动力学数据(r2》0.9995).从反应速率常数计算得到的活化能的结果表明,加As(V)显著降低了Cd(Ⅱ)吸附反应的活化能,这是As(V)促进可变电荷土壤吸附Cd(Ⅱ)的根本原因.     

制备方法对COxZr1-xO2催化剂结构和氧化甲苯性能的影响

采用沉淀法、水热法、热分解法和浸渍法制备了Co_xZr_(1-x)O_2催化剂,考察了制备方法对其结构及甲苯氧化性能的影响.通过TG、XRD、SEM、EDS和BET等方法表征了催化剂物化性质.结果表明,水热法制备的催化剂上钴物种和锆物种分散性好、颗粒均匀呈球形、比表面积大可达82.3 m~2·g~(-1)、孔结构发达,从而具有更好的催化氧化甲苯的性能,在空速20000 mL·(g·h)~(-1),浓度为0.1%时完全氧化甲苯的转化温度低至260℃.