Mn-Ce复合氧化物微球的制备及其催化氧化甲苯性能

为了开发高效稳定、具有低温活性的降解VOCs催化材料,采用传统水热法制备了一系列不同锰铈比的催化剂(MnO_2、Mn_(0.95)Ce_(0.05)O_x、Mn_(0.90)Ce_(0.10)O_x、Mn_(0.80)Ce_(0.20)O_x及Mn_(0.60)Ce_(0.40)O_x),利用SEM、BET、XRD、H_2-TPR、O_2-TPD、拉曼光谱等技术对催化剂的物理化学性质进行了表征分析,同时考察了其对甲苯的催化氧化活性。结果表明:通过简单的水热合成法合成出的Mn-Ce复合氧化物均为微球,但Ce的加入使得微球催化剂表面的纳米针消失,变为光滑的微球体;而不同的催化剂在氧化甲苯时呈现不同的催化氧化性能,其中Mn_(0.80)Ce_(0.20)O_x具有最佳的甲苯氧化性能,这是由于其具有较强的氧化还原性能、较高的化学吸附氧含量及存在Mn-Ce固溶体。因此,通过控制催化剂中Ce含量,可调控催化剂的形貌和物理化学特性,从而使Mn-Ce复合氧化物在甲苯催化氧化中展现出优异的催化性能。研究结果为新型高效降解VOCs催化材料的设计和开发提供了新思路。     

CeO2负载过渡金属催化氧化甲苯

采用浸渍法制备了一系列过渡金属/CeO_2催化剂,通过催化活性评价和催化表征等方法考察了过渡金属/CeO_2催化剂催化氧化甲苯的活性。研究表明:过渡金属/CeO_2催化剂活性为Mn/CeO_2Co/CeO_2Cr/CeO_2Fe/CeO_2CeO_2。Mn/CeO_2催化剂具有最低的起燃温度,甲苯转化率达到50%时的温度(T50)为180℃,其在215℃下甲苯的转化效率可稳定在80%。过渡金属/CeO_2催化剂的活性主要由过渡金属活性组分决定。Mn/CeO_2、Co/CeO_2、Cr/CeO_2和Fe/CeO_2催化剂中活性组分分别为Mn_3O_4、Co_3O_4、Cr_2O_3和Fe_2O_3,其中Mn_3O_4的催化活性最强,Co_3O_4次之。此外,催化剂活性与催化剂的物化结构及活性氧物种有一定的关系。Mn/CeO_2具有最大的比表面积、孔体积和Ce(Ⅳ)的3d94f2 O_2p4形式比例及合适的活性氧物种比值(晶格氧、表面氧摩尔比为3.8)。     

生物膜法降解甲苯废气过程的探讨

采用陶粒为填料的生物滤池降解甲苯废气，并对清水试验和生物膜试验的结果进行分析，发现生物膜法降解甲苯这样的挥发性有机物（VOCs)具有良好的效果，已不再是清水试验中单纯的物理吸收过程，而是伴有生化反应的吸收过程，是以气膜控制为主的传质过程。     

活性炭纤维处理甲苯废气试验研究

采用动态吸附试验,研究了进气温度、废气浓度对粘胶基活性炭纤维吸附甲苯过程的影响,分析了活性炭纤维(ACF)的穿透时间、平衡饱和吸附量的变化情况,并用Y-N模型对穿透曲线进行拟合.研究了吸附饱和ACF采用氮气热再生法,确定了温度、流量、再生时间等最佳操作参数,并进行了相关机理的探讨.     

工业废气中甲苯的生物降解研究

采用生物膜填料塔进行净化低浓度甲苯废气的研究结果表明，构成生物膜的假单胞菌属中的短杆菌对废气中甲苯有很强的生化降解能力，每升体积的生物膜填料对甲苯的生化去除量最大可达１０４．４ｍｇ／ｈ，且当入口气体甲苯浓度约低于２．０ｍｇ／Ｌ时，单塔净化效率可保持在８０％以上。反应级数的转换约在其液相浓度为０．８—１．２ｍｇ／Ｌ（相当于气相浓度约１．７—２．１ｍｇ／Ｌ）时发生。     

生物法降解低浓度含甲苯废气的研究

筛选出以甲苯为唯一碳源的高效降解甲苯的假单孢菌Pseudmonas sp.ZD5，并设计生物滤池装置，研究了温度为10－50℃、相对湿度为50％－80％、人口甲苯浓度为1000－4500mg/m^3、气流量为0.3-0.7m^3/h的操作条件对甲苯降解率的影响，得出甲苯最高降解率为89.7%，表明此细菌降解低浓度甲苯废气有较好的效果。     

超高交联吸附树脂对有机物质甲苯的吸附热力学研究

比较了2种超高交联聚苯乙烯吸附树脂NDa99与ZH-04对甲苯的静态吸附行为.结果表明,在288～293 K和研究的浓度范围内,ZH-04、NDa99对甲苯的吸附平衡数据符合Freundlich和Langmuir吸附等温方程.吸附为放热过程,适当降低温度有利于吸附,并计算了甲苯在ZH-04和NDa99树脂上的吸附焓变、自由能变和熵变,对吸附行为进行了合理的解释,为废水处理提供一定的理论依据.     

不同形貌氧化锰催化降解甲苯的性能研究

通过简单的无模板和无表面活性剂的水热法成功制备了棒状、花球、八面体和颗粒状氧化锰纳米材料。对产物通过场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线粉末衍射(XRD)进行了表征,并研究了产物晶型和形貌对甲苯氧化反应催化活性的影响。FE-SEM和XRD结果表明:成功合成了氧化锰纳米材料棒状、花球状、八面体和颗粒等多种形貌,棒状和花球状产物具有MnO_2和Mn_2O_3两种晶型,而八面体和颗粒状产物只有Mn_3O_4一种晶型。催化活性测试结果表明:产物的催化活性很大程度上取决于催化剂的形貌,4种形貌的产物活性都大于商用Mn_3O_4。其中,棒状氧化锰的催化活性最高。研究结果可为设计更高效的氧化锰催化剂去除挥发性有机物提供重要参考。     

锰铜复合氧化物催化氧化甲苯的性能研究

利用水热法制备了一系列锰铜摩尔比例不同的锰铜复合氧化物催化材料,借助场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线粉末衍射(XRD)对催化剂进行表征,研究了复合物催化剂在催化降解甲苯反应中的催化活性,筛选出最佳锰铜比例的复合氧化物,并考察了其重复使用性能。结果表明:Mn∶Cu(摩尔比)=1∶4时催化剂的活性最高,甲苯转化率达90%时的温度为190℃,其选择性最好,连续使用5次催化活性变化不大,重复使用性能好。