催化湿式氧化法处理高浓度有机废水的动力学模型

在２７０℃、８．８ＭＰａ条件下用催化湿式氧化法试验处理高浓度工业有机废水,反应时间１０￣１５ｍｉｎ时,废水中ＴＯＣ浓度可由１７９００ｍｇ／Ｌ降至１００ｍｇ／Ｌ以下。针对这一多相催化氧化反应过程,以ＴＯＣ为目标污染和,研究建立了涉及液、气、固三相的反应动力学模型。反应时间、瓜器ＴＯＣ浓度、反应压力和反应温度等主要因素对反应器净化ＴＯＣ性能影响的试验表明,该模型计算值与实验值有很好的相关性（相关系数Ｒ     

催化臭氧化反应动力学研究及机理探讨

以粉煤灰作为载体负载活性组分Mn O2催化臭氧氧化处理印染废水,对催化臭氧氧化反应动力学过程采用一级、二级方程进行拟合,并探讨其作用机理。结果表明,粉煤灰基催化剂催化臭氧化过程更符合一级反应动力学模型,方程为ln C=4.770-0.016 7t,线性相关系数R2=0.998 4;用邻二氮菲-Fe(Ⅱ)光度法间接测定单独臭氧体系和催化臭氧体系的·OH的表观生成率,分别为0.170 mmol/L和0.225 mmol/L,说明催化剂的引入能促进臭氧分解产生更多的·OH,提高了反应体系的氧化能力及臭氧的利用率。     

催化臭氧氧化降解水溶液中亚甲基蓝的动力学研究

以废啤酒酵母为原材料、采用吸附-活化法制备得到负载过渡金属铁的活性炭(Fe/AC),对Fe/AC吸附亚甲基蓝(MB)性能和催化臭氧氧化MB效果进行了评价。Fe/AC对MB的吸附符合Langmuir等温吸附模型;20℃,pH=7的条件下,Fe/AC对MB的最大吸附量达到107.43 mg/g。吸附MB达到平衡的Fe/AC催化臭氧氧化降解水中MB,30 min内MB的转化率达到99%以上,5 h后总有机碳(TOC)的降解率达到70%。结合Fe/AC吸附MB特性和催化臭氧氧化MB行为,将Langmuir等温吸附模型分别与近似一级和二级反应动力学模型进行耦合,构建了Langmuir-Kinetic近似一级和近似二级耦合模型,均能较好地拟合MB转化率的动力学数据,但对体系的TOC去除率动力学数据的拟合度较低。     

催化湿式氧化处理H-酸溶液的反应动力学

两阶段一级反应动力学模型和广义动力学模型被用来描述湿式氧化 ( WAO)及催化湿式氧化 ( CWAO)反应过程 ,并确定了动力学参数 .2个模型的计算值均与实验值相符 ,而广义动力学模型相对更准确些 .2个模型均表明反应分 2个步骤 :首先是H-酸被迅速氧化成小分子有机酸 ,后者再缓慢氧化 .这 2个步骤由模型参数加以表征 ,因而模型可被用来对 CWAO催化剂进行评价 .     

光热催化氧化VOCs的研究进展

挥发性有机污染物(volatile organic compounds,VOCs)是加重大气复合污染的重要前体物之一。催化氧化技术是在催化剂的作用下,将VOCs氧化分解为无毒的CO₂和H₂O,是目前最有效的治理手段之一。综述了国内外VOCs催化氧化技术的研究进展,针对传统的热催化氧化技术的高能耗和光催化净化技术的低效率等问题,重点总结了光热催化剂的设计理念和对其作用机制的认知,展望了VOCs光热催化氧化技术未来的发展应用方向。     

滴流床苯酚催化湿式氧化反应动力学及反应器模型

在自制的滴流床反应器中,以苯酚配水溶液为研究对象,采用负载型MnO_x/γ-Al₂O₃作为催化剂,研究了苯酚催化湿式氧化过程.通过实验数据的拟合分析,提出了苯酚催化湿式氧化本征反应速率表达式,计算了液体流率为1.6　L/h时不同温度下催化剂外表面湿润效率以及不同温度下与一定的氧分压相平衡的水中溶解氧浓度;由实验数据拟合得到苯酚催化湿式氧化表观反应动力学模型参数,并建立了关于积分式滴流床苯酚催化湿式氧化的反应器模型,比较了不同氧分压、进液苯酚质量浓度、进液流率下苯酚去除率的计算值与实验值.结果显示:当氧分压大于1.0 MPa时,计算值与实验值能较好吻合,当氧分压较低时,氧气从气相到液相存在一定的传质阻力.在苯酚进液质量浓度为0～5 000 mg/L时,苯酚对催化氧化反应的抑制作用不明显.在进液流率为0～2.05 L/h时,存在一定的外扩散阻力.      

铜铈复合氧化物上石化行业典型VOCs的氧化行为与动力学

采用共沉淀法和等体积浸渍法制备了CuCeO x复合催化剂,对材料的物化性质进行了XRD、低温N2吸脱附、H2-TPR和O2-TPD表征.以石化行业典型VOCs(苯、甲苯和正己烷)为探针污染物,研究了污染物组成与浓度、反应空速、O2浓度、H2O浓度和催化剂种类对其氧化行为的影响,并对反应动力学参数进行了模型拟合.共沉淀得到的催化剂具有均匀的活性相、好的低温可还原性能和较多的活性表面氧物种.甲苯氧化率随着污染物浓度升高而降低,高转化率下苯浓度与其氧化率无相关性,正己烷的氧化率与入口浓度呈正比.苯能够显著抑制甲苯的氧化,而甲苯加入有利于苯的氧化.正己烷对苯氧化的影响较小,但能够促进甲苯的转化,苯系物对正己烷氧化有明显的抑制作用.低空速和高氧浓度都有利于污染物的氧化,氧浓度的变化对正己烷和苯的氧化影响较小.水汽对甲苯的氧化有明显的抑制作用,而对苯和正己烷氧化有明显的促进作用.共沉淀催化剂具有更好的甲苯和苯氧化性能,而无水条件下浸渍催化剂具有更好的正己烷氧化性能.拟一级动力学模型能够很好地模拟不同条件下污染物的氧化行为.     

废水处理催化超临界水氧化法影响因素及动力学分析

归纳了催化超临界水氧化法的影响因素并分析其相互间的关系 ,阐明催化剂作用的重要性。此外 ,论文还推导了反应体系普遍的动力学模型 ,分别分析了环状化合物、难降解中间产物及含氮化合物的动力学特征参数及反应条件的制约关系 ,在此基础上讨论复杂有机化合物废水的反应动力学行为 ,以期为实际废水处理提供理论指导。论文的最后对催化超临界水氧化法的工程开发与实际应用化问题提出了若干构想与建议。     

大气中铁、锰液相催化氧化二氧化硫动力学

研究了ｐｈ在３－５的范围内，大气浓度水平下、铁、锰和铁锰共存时的注相催化氧化的动力学，发现在不同的条件下反应级数，表观反应速率常数和活化能不同，证实了铁，锰对Ｓ（Ⅳ）的液相催化氧化有明显的协同作用，并给出了许多反应体系的经验速率表达式。     

微波催化燃烧气态甲苯特性及床层温度分布

采用浸渍法制备Cu-Mn-Ce/堇青石蜂窝催化剂,于微波催化燃烧装置中考察其对甲苯废气的催化活性与稳定性,并对固定床温度进行了测试分析.研究表明,微波加热下床层温度分布均匀,甲苯的最佳反应温度在230~270℃之间.当停留时间大于9.7s且床层温度高于270℃时,甲苯的降解率大于90%.铜锰铈单金属氧化物及其复合氧化物尖晶石是主要的活性组分,甲苯在其表面上进行准一级反应而被催化氧化.高温对催化剂结构有影响,但重复性试验证实了催化剂的高活性和良好的稳定性.本文为微波催化燃烧技术治理VOCs废气的中试研究及下一步的实际应用提供了理论支持.     

碳化硅协同分子筛负载型催化剂微波辅助催化氧化甲苯性能

实验采用浸渍法制备分子筛负载型催化剂,微波场中利用吸波材料碳化硅和催化剂催化氧化甲苯废气.考察了碳化硅与分子筛负载铜-钒催化剂混合比及混合方式等条件变化对甲苯降解的影响,并通过电镜扫描、比表面积测试和X射线衍射分析等手段对催化剂进行了表征.研究表明,在固定床反应器底部装填质量比20%的碳化硅时,反应器兼有蓄热性能和低温催化氧化的优点,可有效提高微波能的利用和甲苯的催化氧化效率;微波功率75 W和47 W作用下,分子筛负载铜-钒催化剂和负载铜-钒-铈催化剂对甲苯的完全燃烧温度分别为325℃和160℃.表征发现,稀土元素铈的掺杂提高了活性组分在催化剂表面的分散度,催化剂的微孔结构保证了其对甲苯的高吸附性能,而非晶相型铜、钒氧化物的存在则提高了催化剂的催化活性.     

CoCuMnOx光催化氧化多组分VOCs特性及其动力学

实验采用共沉淀法制备太阳能吸收涂料Co Cu Mn O_x,探究可见光下甲苯、乙酸乙酯和丙酮混合3组分VOCs的光催化氧化性能,并从动力学角度分析各自的反应速率变化.结果表明,单组分VOCs初始浓度400 mg·m~(-3)、光照距离120 mm,350cm~2镜面载体负载1 g Co Cu Mn O_x下用100 W卤钨灯照射6 h后,甲苯转化率为57%、乙酸乙酯为62%、丙酮为58%;由于3组分VOCs之间相互竞争,甲苯、乙酸乙酯和丙酮的转化率较单组分下降了5%~26%.单组分与3组分VOCs的光催化均符合假一级反应动力学,单组分甲苯、乙酸乙酯和丙酮的反应速率分别为0.002、0.002 8和0.002 33 min~(-1);混合3组分中其反应速率为单组分的0.49~0.88倍.     

微波催化氧化樟脑废水

在活性炭与Fenton试剂存在下用微波辐射处理多次铁碳微电解处理后的樟脑废水,通过单因素和正交试验,得出了100mL微波处理废水的最佳条件:活性炭为0.6g,H2O2为1.4mL,pH值取4,微波加热时间为15min,辐射功率为350W,可以使樟脑废水的COD值从321.4mg/L降到145.2mg/L。     

微波诱导催化氧化处理废光盘回收废水的研究

采用微波催化氧化处理废光盘回收废水,探讨了微波功率等因素对废光盘回收废水处理效果的影响,获得了最佳工艺条件:100mLCOD为4217mg/L的废水(初始pH=4)在微波功率为800W,辐射10min,活性炭用量1g,H_2O_2用量1mL,FeSO_4用量为0.08g的条件下,COD去除率达到93.7%。     

电场效应与催化湿式氧化协同作用研究

在自行研制开发的一套固定床和复合三维电场一体化连续式催化湿式氧化反应器中,采用浸渍法制备的Mn-Sn-Sb-3/γ-Al₂O₃催化剂,实验研究了苯酚催化湿式氧化、电催化氧化以及电场效应下的催化湿式氧化过程的行为.结果表明,一体化反应器在较低反应温度（t=130℃）和氧分压（PO₂=1.0 MPa）下即可获得相当满意的处理效果,空时仅为27 min时苯酚和TOC的去除率就分别可达到94.0%和88.4%.电场效应下的催化湿式氧化协同降解苯酚的反应速率常数大于单独电催化或催化湿式氧化降解苯酚的反应速率常数,而且还大大超过两者之和,电催化氧化对催化湿式氧化工艺存在明显的协同增效作用.     

微波加热下苯的催化氧化性能研究

研究考察了微波加热与传统电炉加热两种不同加热方式下苯的催化氧化性能,同时考察了微波加热下铜锰质量比,铈掺杂量及焙烧温度变化对铜-锰-铈/分子筛催化剂催化氧化苯性能的影响,并对催化剂进行了SEM和XRD表征.结果表明,微波加热下苯的催化氧化性能优于电炉加热,微波的"局部热点"效应、偶极极化作用与稳定的床层反应温度保证了苯的高效催化氧化;铜∶锰∶铈质量比1∶1∶0.33和焙烧温度500℃下催化剂的活性最高,苯的起燃温度与完全燃烧温度分别为165℃和230℃.催化剂表征分析可知,铜、锰氧化物及铜锰尖晶石固溶物等活性相的存在保证了催化剂的高活性;稀土元素铈的掺杂促进了活性组分在催化剂表面的分散与规整化;高温焙烧可导致催化剂表面的烧结与活性组分的团聚,从而降低其催化氧化苯的活性.     

微波辅助均相催化氧化处理吡虫啉农药废水

对微波辅助均相催化氧化处理吡虫啉农药废水进行了研究,通过考察H2O2投加量、均相催化剂Fe2＋浓度、微波辐照时间及功率、废水温度、废水pH值等因素对该农药废水COD处理效果的影响,获得了最佳工艺条件：即100ml初始COD浓度为268mg／L的农药废水,H202投加量为26．52g/L,均相催化剂Fe2＋浓度为109．8mg／L,在微波功率119W,辐射时间为4min,pH为6的条件下,COD去除率可达78．51％。     

滴流床催化湿式氧化苯酚的动力学

通过自行设计制作的滴流床反应器,研究了苯酚在以CuO/γ-Al₂O₃为催化剂的催化湿式氧化反应.结果表明,在相对温和的操作条件(温度180 ℃,压力3 MPa,液相流量1.668 L·h^-1,气相流量160 L·h^-1)下,苯酚的去除率均达到90%以上.苯酚的降解曲线与自催化反应的S型曲线类似,符合自由基链反应机理.所建立的活塞流拟均相反应器模型能很好地拟合苯酚催化湿式氧化反应过程.还研究了苯酚初始浓度、苯酚水溶液流量及反应温度对反应结果的影响.