Mechanism and catalytic performance for direct dimethyl ether synthesis by CO2 hydrogenation over CuZnZr/ferrierite hybrid catalyst

Direct synthesis of dimethyl ether(DME) by CO_2 hydrogenation has been investigated over three hybrid catalysts prepared by different methods:co-precipitation,sol-gel,and solid grinding to produce mixed Cu,ZnO,ZrO_2 catalysts that were physically mixed with a commercial ferrierite(FER) zeolite.The catalysts were characterized by N_2 physisorption,X-ray diffraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),temperature programmed desorption of CO_2(CO_2-TPD),temperature programmed desorption of NH_3(NH_3-TPD),and temperature programmed H2 reduction(H_2-TPR).The results demonstrate that smaller CuO and Cu crystallite sizes resulting in better dispersion of the active phases,higher surface area,and lower reduction temperature are all favorable for catalytic activity.The reaction mechanism has been studied using in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy(DRIFTS).Methanol appears to be formed via the bidentate-formate(b-HCOO) species undergoing stepwise hydrogenation,while DME formation occurs from methanol dehydration and reaction of two surface methoxy groups.     

Photodegradation of new herbicide HW-02 in organic solvents

HW-02 is a new organophosphates herbicide which is discovered and developed in China. The kinetics and mechanism of HW- 02 photodegradation in the organic solvents were studied at 25°C under the irradiation of ultraviolet light. The results showed that photochemical reaction of HW-02 in organic solvents such as n-hexane, methanol, dimethyl benzene and acetone under UV light could be well described by the first kinetic equation, and the photodegradation efficiency decreased with a order of n-hexane methanol xylene acetone. The photodegradation efficiency constant of HW-02 in n-hexane, methanol, xylene and acetone were 4.951 × 10 2 , 3.253 × 10 2 , 2.377 × 10 2 and 1.628 × 10 2 min 1 , and the corresponding half-lives were 13.99, 21.20, 29.15 and 42.56 min, respectively. By separation and identification of photoproducts using GC-MS, it could be concluded that HW-02 was photolyzed through ester cleavage, photo-dechlorination and photoisomerization of the molecule itself.     

近平衡状态海水中方解石溶解-沉淀速率及动力学研究

本文利用free-drift开放反应系统,在恒压力(1atm)、恒温度(25.0±0.2℃)环境下,研究海水中近溶解、沉淀平衡状态时二氧化碳分压(pCO2)的变化对方解石溶解、沉淀速率及其动力学方程的影响。研究结果表明:溶解速率相对于碳酸盐碱度(Ac)或饱和度(Ω)变化的敏感度要高于沉淀速率;Ac或Ω相同时,pCO2越高,溶解速率越高,而沉淀速率越低;方解石的溶解过程可分为pCO2欠平衡、平衡两个阶段,当Ω>0.8时反应液pCO2平衡,方解石的溶解反应级数介于8～9之间;沉淀反应级数介于2.4～2.6之间,且反应液pCO2的改变对沉淀反应级数的影响不明显。     

辉光放电等离子体降解模拟染料废水的研究

用辉光放电等离子体技术对伊红B模拟染料废水降解进行了研究.借助紫外光谱和荧光光谱分析其降解过程,用酸度计测定了降解液pH的变化,用原子力显微镜观察了降解过程中伊红B的形貌并初步探讨了降解机理.结果表明,伊红B被降解为CO2、H2O和简单无机盐;在波长为513 nm时,降解110 min后,脱色率达到95%;反应后降解液pH降低,说明反应过程中有羧酸类物质生成.通过吸光度值计算得到了动力学常数k=0.0206 min-1,降解过程符合一级反应动力学特征.     

Recovery and chemical utilization of carbon dioxidefrom fossil-fuel burning industrial sources

Ｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｆｒｏｍｆｏｓｓｉｌ－ｆｕｅｌｂｕｒｎｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｏｕｒｃｅｓＹｉｎＸｉａｏｌｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，...     

Adsorption of herbicide triclopyr on homoionic clays

ＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｈｅｒｂｉｃｉｄｅｔｒｉｃｌｏｐｙｒｏｎｈｏｍｏｉｏｎｉｃｃｌａｙｓＬｉｕＷｅｉｐｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ）ＡｌｂａＰｕ...     

Sorption of tetracycline to sediments and soils: assessing the roles of pH, the presence of cadmium and properties of sediments and soils

Batch sorption experiments were conducted to evaluate the sorption behavior of tetracycline (TC, H₃L) on sediments and soils in the presence and absence of cadmium (Cd), as affected by pH and properties of sediments and soils. The results indicated stronger nonlinearity and higher capacity of TC sorption on sediments than on soils. Sorption of TC also strongly depended on environmental factors and sediment/soil properties. Lower pH facilitated TC sorption through a cation exchange mechanism, which also took place at pH values above 5.5, where TC existed as a zwitterion (H₂L⁰) or anions (HL⁻ and L²⁻). When pH was above 7, however, ligand-promoted dissolution of TC might occur due to TC weakening the Al-O bond of aluminum oxide and the Fe-O bond of iron oxide. Natural organic matter (NOM) plays a more important role in TC sorption than cation exchange capacity (CEC) and clay contents. The presence of Cd (II) increased TC sorption on both sediments and soils, which resulted from the decrease of equilibrium solution pH caused by Cd²⁺ exchange with H⁺ ions of sediment/soil surfaces. The increase of TC sorption was also related to the formation of TC-Cd complexes, where Cd²⁺ acted as a bridge between the sediment/soil and TC.     

Photoelectrocatalytic reduction of CO_2 to methanol over a photosystem Ⅱ-enhanced Cu foam/Si-nanowire system

A solar-light double illumination photoelectrocatalytic cell(SLDIPEC) was fabricated for autonomous CO_2 reduction and O_2 evolution with the aid of photosystem II(PS-II, an efficient light-driven water-oxidized enzyme from nature) and utilized in a photoanode solution. The proposed SLPEC system was composed of Cu foam as the photoanode and p-Si nanowires(Si-NW) as the photocathode. Under solar irradiation, it exhibited a super-photoelectrocatalytic performance for CO_2 conversion to methanol, with a high evolution rate(41.94 mmol/hr), owing to fast electron transfer from PS-II to Cu foam.Electrons were subsequently trapped by Si-NW through an external circuit via bias voltage(0.5 V), and a suitable conduction band potential of Si(-0.6 e V) allowed CO_2 to be easily reduced to CH_3 OH at the photocathode. The constructed Z-scheme between Cu foam and Si-NW can allow the SLDIPEC system to reduce CO_2(8.03 mmol/hr) in the absence of bias voltage. This approach makes full use of the energy band mismatch of the photoanode and photocathode to design a highly efficient device for solving environmental issues and producing clean energy.     

膜基-气体吸收耦合技术回收气体CO_2

经过20多年的开发,膜基-气体吸收耦合技术(简称膜吸收)的研究已取得显著的进展,在此综述了膜吸收的特点和过程,着重介绍了膜吸收的传质过程和动力学以及化学增强因子等方面的研究,总结了膜吸收在脱除和回收气体CO2方面的研究进展。     

络合吸收脱除NO体系中FeⅢ(EDTA)的生物还原

利用驯化得到的微生物还原Fe^Ⅲ(EDTA)的研究结果表明,葡萄糖比乙醇和甲醇更适合于作为该体系的碳源;由于硝酸盐在反应过程中对Fe^Ⅲ(EDTA)的微生物还原形成抑制,选择铵盐为微生物生长的氮源;反应最适pH值范围为6~7;温度在30℃~40℃范围之间变化,Fe^Ⅲ(EDTA)还原率相差不大,温度大于40℃以后,还原率随温度升高而下降.碳源量和菌体接种量满足还原反应需要即可,过量碳源或菌体接种量对还原率没有明显的促进作用.在实验考察的浓度范围内,FeⅢ(EDTA)的生物还原符合1级反应动力学,最大反应速率γ_max=1.3 mmol·(L·h)^-1,半饱和速率常数k_m=53.5 mmol·L^-1.     

人工回灌过程中胶体对CHCl3形成机制的影响

以揭示回灌过程中CHCl₃耦合胶体效应影响下的二次形成作用为研究目标,通过批实验分析有、无胶体条件下不同水化学条件对CHCl₃生成速率及生成量的影响,并结合切向流超滤技术和原子力电镜扫描（AFM）表征手段分析CHCl₃-SiO₂胶体协同作用模式.结果表明,CHCl₃的生成量随着反应时间的增加而增大,并在特定的反应时间内,高氯/TOC比率、高pH值、低离子强度均会促进CHCl₃的二次形成.SiO₂胶体的存在会影响反应前体物的吸附,使各时刻CHCl₃生成作用均受到抑制,并对水中的CHCl₃有强吸附作用.结果可为人工回灌过程中CHCl₃的二次形成作用提供科学参考.     

ClO2和Cl2混合消毒剂对氯仿形成的影响

研究了ClO₂和Cl₂混合水溶液对黄腐酸、间苯二酚、间苯三酚和3,5-甲苯二酚等9种THMs前驱物在ClO₂/Cl₂各种配比、前驱物含量、反应pH、反应时间和温度等不同条件下对氯仿形成的影响.结果表明,随着ClO₂占混合消毒剂中质量分数的增加,形成氯仿量减少,在混合消毒剂中ClO₂的质量分数为25%、50%和75%时,CHCl₃生成量分别减少55%～65%,70%～86%和80%～93%;直到ClO₂占90%时,CHCl₃降低率才达到95%～99%.欲较彻底地控制氯仿的生成,ClO₂的质量分数必须大于90%.这为生产高纯ClO₂发生器以及用高纯ClO₂消毒的必要性提供了重要的科学依据.     

Ni/Fe二元金属脱氯降解对氯苯酚的研究

研究了Ni/Fe二元金属脱氯降解对氯苯酚的催化性能.结果表明,吸附氢原子是对氯苯酚脱氯降解的主要还原剂,发生在催化剂表面的化学反应为整个过程的速率控制步骤.质量分数为2.96%Ni的催化剂具有最大的比表面积,在相同条件下也具有最好的脱氯性能,90min时的脱氯效率达64%.对不同Ni含量催化剂脱氯的动力学研究表明,对氯苯酚脱氯的表观动力学方程为一级反应,而且反应速率常数正比于催化剂的比表面积.通过计算表明,Ni/Fe单位比表面的表观速率常数为(κ′)为7.61×10^-4min^-1·m^-2.当体系温度小于43℃时,脱氯效率随着温度的上升而加快,超过这一温度后,升高温度反而会使体系的脱氯效率下降.     

二氧化锰氧化降解金霉素的动力学研究

研究了金霉素(CTC)在二氧化锰(MnO2)作用下的氧化降解过程,并讨论了初始MnO2浓度、体系pH及温度对降解反应的影响.无MnO2存在时,CTC没有发生降解.但是当体系中存在MnO2时,CTC浓度开始迅速下降,反应后期降解速率逐渐变慢;同时体系中二价锰离子(Mn2+)浓度逐渐升高,表明MnO2可以降解CTC,该过程是一个氧化还原反应.采用草酸溶解MnO2和过滤2种不同的方法终止反应,对比2种方法所得的结果,可以发现该反应过程中,开始阶段降解作用占主导地位,在反应达到平衡后吸附作用才明显.CTC的降解速率随着MnO2初始浓度的增加和体系温度的升高均显著加快.反应体系的pH能强烈影响CTC的氧化降解,降解速率随着pH的升高而明显降低.这是由于CTC随体系pH由3.77升高到7.41时,分别以阳离子、中性形态和阴离子的形式存在;而-δMnO2(pHzpc=2.25)表面在pH3.77的整个范围内均呈现为负电性.因此随pH升高,阴离子形态的CTC逐渐增多,导致其在MnO2表面的吸附作用减弱,从而使降解速率变缓.     

γ-射线辐照-H2O2联合技术降解3-氯酚的研究

利用60Coγ-射线辐照3-氯酚(3-CP)水溶液,研究了其辐射降解特性.通过测量辐射后3-氯酚的去除率、紫外-可见光谱、脱氯率、总有机碳(TOC)去除率等,探讨了吸收剂量、氯酚初始浓度、H2O2加入对氯酚降解效果的影响,并初步探讨了氯酚降解动力学特性.结果表明,当3-氯酚浓度为10 mg.L-1,辐射剂量为2 kGy时,脱氯率可达100%,TOC去除率达53%;当辐射剂量提高到8 kGy时,3-氯酚可完全矿化,TOC去除率达100%.3-氯酚的辐照降解过程可用一级反应动力学方程拟合.氯酚单独γ-辐射以及辐照/H2O2联合处理的一级反应动力学常数k分别为0.279 h-1和0.542 h-1.     

铂、钯蜂窝催化剂高温老化对甲醇深度氧化的影响

本研究对铂、钯蜂窝催化剂及分别添加助化剂CeO_2或WO_3,并于500℃、700℃、900℃或1100℃下经受热老化4h后,考察催化剂比表面、晶相结构及其对甲醇深度氧化活性、产物分布及反应动力学网络变化的情况。实验证明,添加CeO_2后,降低了铂催化剂的耐高温性能,但对钯催化剂无明显影响。添加WO_3,降低了钯催化剂对甲醇的氧化活性。经X-线衍射分析证明,在1100℃高温下,WO_3与堇青石载体中的氧化镁和氧化钙发生强相互作用,生成了相应的钨酸盐。甲醇氧化反应动力学研究表明,甲醇在新鲜和高温热老化的铂催化剂上,反应动力学网络表示式是有区别的。     

光催化体系中噻虫胺降解动力学及机制

利用光催化技术探讨了烟碱类杀虫剂噻虫胺在水体环境中降解的可行性,不同催化剂浓度、反应温度、底物浓度、溶液初始p H值和不同阴阳离子等因素对其光催化降解动力学的影响,及其初步的光催化降解机制.结果表明噻虫胺的光催化降解符合L-H动力模型,其降解假一级动力学速率常数为0.050 6 min-1.当催化剂用量(TiO_2)为3.0 g·L~(-1)时,噻虫胺的光催化降解速率最大;高温和较低的底物浓度有利于噻虫胺的光催化降解;溶液的初始p H值为5时噻虫胺的降解速率最大,强酸和强碱均不利于其光催化降解.而无机阴、阳离子对噻虫胺降解均有明显的抑制作用.最后,通过GC/MS对噻虫胺光催化降解中间产物进行了初步鉴定,研究发现在活性氧物种的作用下噻虫胺降解途径主要有母体化合物的羟基化,硝基胍基团中N—N的断裂,以及连接硝基胍和噻唑环的C—N键的裂解等.     

UV工艺降解阿特拉津机理及对DBPFP的影响规律

对不同UV光氧化工艺降解水溶液中阿特拉津（ATZ）的动力学和机理,以及对后续氯化处理过程中溶液需氯量和消毒副产物生成势（DBPFP）的影响规律与机理进行了系统研究.结果表明,ATZ在不同UV光氧化工艺中的降解均符合准一级反应动力学.ATZ在单独UV辐照工艺中的去除效率相对较低;UV/H₂O₂工艺对ATZ具有相对较高的去除效率,且其去除率随H₂O₂浓度的增大呈现出先增加后降低的变化趋势;UV/TiO₂工艺降解去除ATZ的效率较单独UV辐照和UV/H₂O₂工艺低,ATZ在UV/TiO₂工艺中的降解与溶液透光率和氧化活性物种（ROS）生成量存在直接关系;UV/H₂O₂/TiO₂工艺中,ATZ的降解速率较UV/TiO₂工艺有所提高.ATZ水溶液经不同UV光氧化工艺预处理和氯化处理后,均检出了5种消毒副产物（DBPs）,其中三氯甲烷（TCM）和三氯丙酮（TCP）为主要氯化DBPs.本研究表明,在不同UV光氧化预处理过程中,ATZ具有不同的降解路径,进而对ATZ水溶液在后续氯化过程中的DBPPF产生显著影响.     

高浓度CO2对红松根际及根外土壤微生物群落结构的影响

采用DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)技术,于2003年的7～9月中旬对高浓度CO2(700和500μmol·mol-1)处理下的红松幼苗根际和根外0～10 cm土壤微生物群落结构进行了研究.结果表明,大气CO2浓度升高对红松根际和非根际土壤细菌群落结构产生了较大的影响,主要表现为部分细菌物种的出现,或原有细菌数量的丰富以及原有物种的消失或其数量被削弱的现象,但主要建群种未变.     

付老文泡湿地贴地气层中CO_2日平均浓度沿环境梯度的空间分异特征

以付老文泡湿地为研究区,在典型样带内设置具有不同环境梯度的六个观测区,研究了样带内贴地气层CO2日平均浓度的空间分异特征。结果表明,付老文泡湿地在7月份的贴地气层CO2日平均浓度较低,总平均值为264.14μmol/mol;付老文泡湿地最大CO2日平均浓度出现在近地面层,CO2日平均浓度由近地面层向上呈现下降趋势。在四个高度水平上,CO2日平均浓度的水平分异特征明显,高值区和低值区分别出现在洼地和高地。在水分梯度作用下,洼地区内CO2日平均浓度在四个高度水平上均表现为样地A<样地B<样地C,且在垂直方向上均呈现出由近地层向上呈先减后增再骤然减少的变化趋势;样地D和样地E的CO2日平均浓度在垂直方向上变化趋势一致,由近地层向上呈现逐渐减少的变化趋势;而样地F的CO2日平均浓度的垂直变化不明显。