铝氧化物-水界面化学及其在水处理中的应用

天然水体中,铝氧化物矿物表面上的吸附等各种反应在很大程度上影响着金属阳离子、无机阴离子和一些天然有机物的迁移转化和归趋.在水处理等工业领域中,铝氧化物由于其水合表面的吸附能力而被用做离子交换剂和催化剂载体.因此,对铝氧化物表面化学过程的研究具有重要意义.铝氧化物-水界面上的反应十分复杂,对各种无机、有机污染物的吸附结合能力取决于氧化物固相表面性质、溶液条件和吸附质的性质.从对铝氧化物表面荷电特性和吸附活性的认识出发,就各种铝氧化物的结构特征和表面反应活性及其在水处理技术中的应用进行了简要综述.     

基于石墨烯构建的电化学传感器在环境监测中的应用

综述了基于石墨烯构建的电化学传感器在重金属、有毒气体、农药残留、酚类有机污染物等对环境造成一定危害的物质检测中的应用,并展望了石墨烯电化学传感器在环境监测领域中的发展。     

富氧空位/梯次结构CeO2的制备及光催化CO2还原

采用Ce-BTC(均苯三甲酸)为模板,通过尿素溶液浸渍合成了具有富氧空位/梯次结构的CeO₂催化剂,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见漫反射(DRS)等手段对其进行了表征。结果表明,与金属有机框架(MOFs)浸渍尿素高温煅烧可以获得金属氧化物/g-C₃N₄复合材料不同,Ce-BTC/尿素体系煅烧后产品中未检测到g-C₃N₄,这可能与CeO₂的存在抑制了尿素分解产物的热缩聚过程,影响了g-C₃N₄的生成有关,但尿素的引入改变了Ce-BTC煅烧产物CeO₂的氧空位浓度,且获得梯次结构。将具有富氧空位/梯次结构的CeO₂-5用于光催化CO₂还原,催化结果表明:反应4h的CO产率可达2.06μmol/g,CH₄产率可达1.42μmol/g,性能是Ce-BTC未浸渍尿素溶液直接煅烧得到的CeO₂的7倍以上。     

Cu-SAPO-44的制备及氨选择性催化还原氮氧化物的性能

氨选择性催化还原(NH_3-SCR)是消除柴油车尾气NO_x的主要技术,Cu-微孔分子筛催化剂展现了优异的活性和稳定性.本文采用直接离子交换法(DIE)和传统离子交换法(CIE)分别制备了Cu-SAPO-44催化剂.X射线粉末衍射(XRD)表征发现,在CIE过程中,硝酸铵的交换导致了SAPO-44结晶度下降,因此,CIE样品的比表面积降低.氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)表明,DIE样品比CIE样品拥有更多的酸性位和较强的NH_3吸附能力.同时,氢气程序升温还原(H2-TPR)表明,DIE样品更容易发生氧化还原反应.然而,电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测得的Cu含量,DIE样品远低于CIE样品.对比两者的脱硝活性,发现铜含量较低的DIE样品和铜含量较高的CIE样品在250℃均可达到98%的NO_x转化率和接近100%的N2选择性.动力学结果表明,DIE样品的本征活性(转换频率)略高于CIE样品.由此,Cu-SAPO-44催化剂在NH_3-SCR领域具有潜在的广阔应用前景.     

柴油车尾气碳烟颗粒催化消除研究进展

本文针对柴油车尾气中碳烟颗粒污染环境的问题,综述了国内外关于碳烟颗粒催化消除及其作用机理的研究进展.指出了转换频率(TOF)更能从真正意义上表征催化剂的内在活性,从而有利于认识真实的反应机制和开发更高活性的催化剂.基于碳烟催化燃烧技术的特点和存在的问题,对今后相关的研究工作进行了展望.     

纳米生态建筑涂料光催化降解甲醛的研究

以掺加纳米TiO2制备的光催化建筑涂料为催化剂,研究了在紫外光照条件下对气态甲醛的催化降解,并探讨了纳米催化剂晶型、用量和吸附量对光催化降解甲醛的影响。实验结果表明,锐钛型纳米TiO2具有较高的光催化降解甲醛的活性,1h甲醛的降解率可达到70％左右,产物主要为二氧化碳和水;光催化降解甲醛受到涂膜上吸附量的较大影响;该涂料对甲醛的光催化降解反应表现出一级动力学速率规律,且具有良好的线性关系。     

载铜活性炭催化氧化深度降解石油污水中的COD

用载铜活性炭对经混凝沉降处理后CODCr值难以达标的石油污水进行了深度处理研究，PH值为7．5左右，经曝气的石油污水，在25－35℃条件下与催化体系接触2h，可将45倍于催化剂体积的石油污水中的CODCr值由300mg.L^-1以上降至100mg.L^-1以下。催化剂可能过制备方法得以再生。该体系在石油污水的深度达标处理中应用前景广阔。     

利用涡流空化效应降解水中罗丹明B

涡流空化通过特殊结构的涡流仓产生,流体在涡流仓中形成压力远低于大气压力的低压区域,从而产生空化效应.通过CFX计算软件对涡流形成情况进行了模拟计算,确定了适宜的结构参数.对罗丹明B进行了实际降解试验,考察了压力和温度对降解的影响,结果表明,压力提高对降解有利,而温度的影响有一定复杂性.涡流空化降解和超声空化降解的对比试验结果表明,涡流空化降解效率远大于超声空化.      

过渡金属掺杂对镧锡烧绿石催化碳烟燃烧性能的影响

催化燃烧是去除机动车排放碳烟颗粒物的有效方法之一.利用CTAB辅助法制备了不同过渡金属掺杂的镧锡烧绿石型La_2Sn_(1.8)TM_(0.2)O_7(TM为Sn、Mn、Fe、Co和Cu)复合氧化物催化剂.采用XRD、氮气吸脱附、SEM、FT-IR、H2-TPR和荧光光谱(PL)等手段表征了催化剂的理化性质,采用程序升温氧化(TPO)技术评价了其催化碳烟燃烧的活性.研究发现,催化剂经900℃焙烧后呈球形形貌,具有相对较大的比表面积(~20 m2·g~(-1)).低价过渡金属离子的掺杂使氧空位的整体浓度增加,有利于催化剂活化吸附氧分子,改变材料的氧移动和氧化还原性能.富氧气氛下,少量过渡金属掺杂提高了烧绿石催化碳烟燃烧的活性和选择性,这与氧空位浓度的增加以及氧化还原能力的提高有关,其中Co-LSO具有较好的催化性能,起燃温度(T10)为379℃,CO_2选择性接近100%;NOx气氛存在可以进一步提升催化剂氧化去除碳烟的活性.利用等温反应和碳烟厌氧滴定实验进行了活性氧浓度的定量和反应动力学分析,并计算出富氧气氛下催化反应的转化频率(TOF),其中Co-LSO样品的TOF值最大为3.20×10~(-3)s~(-1),基于TOF的活性顺序与TPO法得到的起燃性能的结果基本一致.     

气相色谱质谱-内标法检测染发剂中苯二胺

本文建立了利用萘做内标物定量检测染发剂中邻位、间位、对位苯二胺的气相色谱-质谱方法,方法线性关系良好,相关系数均大于0.997,平均加标回收率在81.01%-115.32%之间,相对标准偏差为4.98%-18.67%.该方法有效地提高了苯二胺的检测灵敏度,并可以准确鉴定染发剂中邻位、间位、对位苯二胺.