蜂窝状整体式分子筛催化剂制备研究进展

分子筛催化剂已经广泛应用于化学工业、石油工业及环境污染处理等领域,其蜂窝状构型在选择性还原NOx方面具有广阔的应用前景。文章介绍了蜂窝状整体式分子筛催化剂制备的2种方式:固载化和自成型。对固载化法进行分类介绍,对不同固载方法制备的整体式催化剂的分子筛负载量进行对比,综述了载体种类、预处理方法和粘合剂的选择对固载化法制备整体式催化剂的影响,说明了固载化催化剂在应用上的优势及不足;阐述了自成型法制备蜂窝状整体式分子筛催化剂的优势,详细叙述了粘合剂的选择和用量、水含量、分子筛粒径分布、挤出成型过程和干燥过程对自成型蜂窝状整体式分子筛催化剂的物理化学性质和催化性能的影响,为整体式蜂窝状分子筛催化剂的开发提供了借鉴。     

工业污水深度处理实用技术的新进展

随着污水回用需求的不断提高，以回用为目的对较难处理的工业污水深度处理的研究和应用进展非常迅速。目前以连续微滤为代表的多种工业污水深度处理技术已经开始实际应用。不同的技术需要因地制宜地应用于不同的水质需求。     

贫燃条件下汽车尾气净化催化剂Ag—SAPO—34湿热稳定性的研究

为解决贫燃条件下汽车尾气净化催化剂湿热稳定性差的问题，采用离子交换法把Ag离子交换到耐湿热性好的磷酸硅铝分子筛SAPO－34上，制备了有良好湿热稳定性的Ag-SAPO-34分子筛催化剂。研究结果表明：该催化剂经600℃、800℃高温水热处理8h后，活性分别平均降低2．3％和5．5％。水热处理初始4h时，催化剂活性下降2－5个百分点。随着水热处理时间增加到8－12h，催化剂活性的下降幅度逐渐减少至1－3个百分点，并趋向于稳定。同时，SEN、XRD表征测试结果表明，催化剂的表面形貌和骨架晶格结构在热处理和水热处理前后没有发生大的变化，这是催化剂耐湿热稳定性的根本原因。     

锰-稀土/Y分子筛复合电催化处理含酚模拟废水

采用浸渍焙烧法制备了以Y分子筛为载体的Mn-RE复合催化剂,置于电解槽内形成反应床体,构建Mn-RE多相催化电解氧化体系处理人工模拟苯酚废水.考察了浸渍液中锰的质量分数、稀土元素组成和质量分数、焙烧温度、焙烧时间对电催化活性的影响,用SEM和XRD等手段对催化剂的微观结构、表面形貌进行了表征,探讨了Mn-RE/Y分子筛催化剂对含酚废水降解的电催化效果.研究表明, Mn-RE/Y分子筛催化剂的最佳制备条件是浸渍液中锰质量分数6%,铈质量分数为3%,焙烧温度为550℃,焙烧时间为5h.Y分子筛中引入Mn、Ce后没有破坏Y分子筛的晶体结构, Mn-RE/Y分子筛催化剂的表面并没有检测到稀土氧化物和锰氧化物的物相.反应过程中, Mn-RE/Y分子筛在阴极和阳极的同时催化氧化作用强化了含酚废水的降解效果.     

混凝对微滤膜处理含磷废水的影响

采用直接微滤和混凝-微滤2种工艺对高浓度含磷废水进行了处理.结果表明,混凝预处理减轻了膜孔堵塞污染,改善了膜表面沉积层的存在形态,提高了膜的渗透通量;与原水直接微滤相比,混凝-微滤组合工艺改进了出水水质,磷酸盐的去除率从11.0%提高到99.7%,出水满足国家一级排放标准;经过相同方法清洗后,混凝-微滤工艺的膜通量能恢复到初始通量的90%以上,而直接微滤工艺的膜通量只能恢复到初始通量的72%.     

我国膜分离技术研究,生产现状及在水处理中的应用

本文介绍了我国液体分离膜技术，主要是超滤、反渗透、微滤和电渗析的研究和开发现状及在水处理中的应用。     

生物膜法去除地面水中NH3—N的效果与比较分析

采用滴滤式生物膜法及浸没式生物膜法处理受到微污染的地面水源水。试验结果表明Ｌ：两种方法对原水中的ＮＨ３－Ｎ都有显著的降解效果。相对而言，滴滤式生物膜法具有省略鼓风曝气系统的优点；但是后者则具有处理效率高、温度影响小、不会堵塞、运行稳定的优点２，并且进出水位的落差很小，总的能耗少，便于在自来水厂处理系统的前段增设，为去除 微污染水中的有害物质提供了简单、有效、经济的措施。     

CuAPO-5分子筛催化氧化水溶液中苯酚的性能

以水热晶化法合成了铜磷铝分子筛CuAPO-5，并用XRD、SEM，FT—IR，UV—Vis等对样品进行了表征，结果表明Cu^2＋进入到了AlPO4-5分子筛骨架中。研究了以CuAPO-5为催化剂，H2O2为氧化剂对水溶液中苯酚的催化氧化性能。在苯酚初始浓度200mg／L、H2O2添加量1200mg／L、pH值5．0、处理温度80℃时，处理240min时苯酚去除率达到100％，TOC去除率达81．76％，析出到溶液中Cu^2＋浓度仅为0．527mg／L。温度从40℃上升到80℃时，苯酚的去除率及TOC去除率明显增大，表明温度对催化剂的活性影响显著，相比于均相催化剂骨架Cu催化过氧化氢分解需要更多的能量。重复性实验表明，催化剂性能稳定。     

Fe-NaA分子筛膜的制备及催化湿式H2O2氧化甲基橙溶液

采用湿法造纸、二次生长和湿法浸渍法合成了一种新型微纤复合Fe-NaA分子筛膜催化剂,并将其用于催化湿式H_2O_2氧化甲基橙溶液.首先通过湿法造纸和烧结工艺制备纸状烧结不锈钢微纤(PSSF)载体,然后采用二次生长法在PSSF上合成NaA分子筛膜,最后以九水硝酸铁(Fe(NO_3)_3·9H_2O)和微纤复合NaA分子筛膜为原料,利用湿法浸渍法制备微纤复合Fe-NaA分子筛膜催化剂.考察了连续固定床反应器中温度、床层高度、进料液流量和甲基橙入口浓度对甲基橙降解性能的影响,并测定了催化剂重复使用3次后的稳定性.结果表明,随温度及床层高度增加,甲基橙转化率先增加然后趋于稳定;随进料液流量增加,甲基橙转化率均大于95%,但COD脱除率略有降低,当流量分别为2、3和4 mL·min~(-1),固定床连续运转5 h时COD脱除率分别为81.9%、76.4%和69.8%;随甲基橙入口浓度增加,其转化率变化幅度很小.在pH=2、催化剂床层高度2.0 cm、温度70℃、进料液流量4 mL·min~(-1)、甲基橙浓度50～200 mg·L~(-1)、固定床连续运转5 h的条件下,甲基橙转化率超过96%,COD转化率大于67%,铁浸出浓度低于4 mg·L~(-1).催化剂被重复使用3次后,甲基橙转化率基本保持不变.     

二级出水水质对中试臭氧-微滤工艺运行的影响

在以膜微滤为主的组合工艺对二级出水的处理过程中,二级出水水质可能对于微滤过程中膜污染的发展有较强影响.为此考察了2座污水处理厂及1个中试处理设施的二级出水水质,包括常规水质指标、水中颗粒物粒径分布及树脂吸附分离后不同有机物部分的荧光光谱所表征的有机物组分等对于死端微滤中TMP发展变化的影响.研究结果表明:①颗粒物浓度和颗粒物粒径分布对于微滤过程中的可逆污染有较大贡献;②二级出水中的有机物,尤其是其中的腐殖质部分,对于微滤过程中的不可逆污染有较大贡献.     

非均相催化湿式氧化法再生活性炭实验

使用自制的CuO-Al₂O₃催化剂对苯酚饱和活性炭进行非均相催化湿式氧化再生研究,系统观察了反应条件对非均相催化湿式氧化再生活性炭的影响.实验中得到非均相CuO-Al₂O₃催化湿式氧化再生活性炭的最佳条件为:反应温度210℃,反应时间60min,催化剂投加量25mg(以铜离子计),反应氧分压0.6MPa(25℃),投炭量15g(干炭量),加水量300mL.通过对催化剂进行X衍射分析,并对催化剂的稳定性进行实验,可以得出该催化剂在催化湿式氧化再生活性炭的过程中具有较好的稳定性.     

臭氧氧化法处理城市污水厂出水的实验研究

为了开发污水的回用技术，对北京市某污水处理厂二处理后出水中含有的有机物进行了臭氧无催化氧化、臭氧碱催化氧化、臭氧／过氧化氢氧化和臭氧加过渡性金属离子／过氧化氢催化氧化工艺的实验研究。结果表明，自氧／过氧化氢氧化工艺达到了较好的效果，在Ｈ２Ｏ２＝３ｍｇ／Ｌ时投加臭氧１３ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤｃｒ由４５ｍｇ／Ｌ降至２０ｍｇ／Ｌ。     

悬浮型和流化床型纳米TiO2光催化反应器研究进展

围绕避免催化剂沉积、提高光透过率和催化剂分离3个方面的问题,综述了国内外在悬浮型和流化床型光催化反应器的工艺设计及改良方面所取得的进展,对当前应发展的悬浮型和流化床型反应体系提出了建议。     

制革废水脱硫试验研究

制革废水中含有大量的硫化物，试验研究了催化曝气，混凝沉淀，混凝气浮及生化法等工艺的脱硫效果，并考察了工艺的综合作用。结果表明上述工艺均可全部或近于全部除去废水中的硫化物，并对ＣＯＤ、总Ｃｒ等也有综合的去除功能。     

Cu-ZSM-5对燃气烟气中NO的吸附特性

由于燃气烟气中水含量高,从预处理条件、H₂O含量和O₂含量方面考察Cu-ZSM-5分子筛吸附NO的影响.实验结果表明：在5%O₂,无水条件下,Cu-ZSM-5（Si/Al=25）吸附效果最好,穿透吸附量为0.8371mmol/g;通过FT-IR验证NTP预处理能够有效去除Cu-ZSM-5分子筛中H₂O,并保留-OH吸附位;H₂O的存在能够明显抑制Cu-ZSM-5的吸附能力,在烟气含8%H₂O的条件下,Cu-ZSM-5穿透吸附量下降至0.09566mmol/g,相比之下,混合吸附剂CMS/La-Cu-ZSM-5=1/9穿透吸附量可达0.1889mmol/g;O₂的存在可以有效促进NO吸附,但在10% O₂时出现了氧抑制现象;通过TPD和FT-IR分析,Cu-ZSM-5吸附物种以NO₂,NO,-NO₃为主,而在8% H₂O条件下,-NO₃含量较少.     

天然沸石合成A型分子筛的吸附与再生特性

针对污水厂尾水深度脱氮问题,以某地产天然沸石为原料,采用水热合成法制备了纯度较高、晶型规整、大小均一、吸附量大的A型分子筛.系统考察了其对氨氮的吸附及再生特性,并结合Zeta电位、FTIR以及XRD对其氨氮吸附与再生机理进行了分析.结果表明：准一级和准二级反应动力学均能较好地反映A型分子筛吸附氨氮过程,等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,对氨氮的最大饱和吸附量为41.68mg/g;吸附饱和的分子筛再生利用方法简便易行,经2mol/L NaCl溶液解吸后能够恢复其吸附能力,5次吸附-解吸再生率均在95%以上;其吸附与再生过程均为Na⁺与NH₄⁺的离子交换反应,吸附与再生互为可逆过程.该方法为污水厂深度脱氮提供了一条经济可行的新思路.     

Silicalite-1分子筛吸附水体中对硝基甲苯与邻硝基甲苯

研究了以Silicalite-1分子筛为吸附剂对水体中对硝基甲苯和邻硝基甲苯的吸附和扩散行为.结果表明,对硝基甲苯在Silicalite-1分子筛中的吸附量及扩散系数均显著高于邻硝基甲苯.水中混合硝基甲苯在吸附量与扩散性上的差异导致Silicalite-1分子筛对对硝基甲苯具有良好的吸附选择性.300K,吸附30min时,可得到97.7%的对硝基甲苯与95.6%的邻硝基甲苯(采用树脂等吸附剂).     

硅铝比对分子筛吸附氨氮性能的影响

基于X射线荧光光谱法确定的4种ZSM5分子筛硅铝比,分析了不同硅铝比分子筛吸附氨氮性能的差异,结合扫描电镜、X射线衍射分析结果,从分子筛的骨架组成、表面形貌和晶体结构角度,考察了硅铝比对分子筛吸附氨氮性能的影响机制;并探讨了分子筛骨架脱硅对其吸附性能的改善作用,为分子筛应用于污水厂尾水深度脱氮提供技术参考.结果表明,不同硅铝比分子筛的表面形貌、晶体结构与吸附氨氮性能具有显著差异：随着分子筛硅铝比增加,其结晶度下降、晶粒形态逐渐模糊、吸附容量降低;当实际硅铝比由35增大至237时,氨氮平衡吸附量由5.65mg/g降至0.41mg/g,由Langmuir吸附等温式确定的饱和吸附量由6.5963mg/g下降至0.4430mg/g.分子筛吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率受离子交换化学吸附作用机理控制,随着硅铝比升高分子筛的离子交换容量下降,其吸附速率降低.分子筛骨架脱硅能够显著改善其氨氮吸附性能,硅铝比为35的分子筛经碱蚀脱硅处理后,其氨氮平衡吸附量提高81.6%,该方法为改善分子筛吸附性能提供了一种有效的技术途径.     

蜂窝活性炭与沸石分子筛对涂装VOCs废气的吸脱附性能对比

选取工业涂装VOCs废气作为试验对象,以蜂窝活性炭和沸石分子筛为吸附剂,设计固定床小试装置进行VOCs吸脱附试验。结果表明：蜂窝活性炭的碘值、比表面积、总孔容及微孔孔容均大于沸石分子筛,分别是沸石分子筛的1.79,2.93,1.55,2.02倍;相同脱附温度、进气风速条件下,VOCs从蜂窝活性炭表面脱附更容易,其脱附时间远低于沸石分子筛;相同反应条件下,蜂窝活性炭对VOCs的饱和吸附量明显高于沸石分子筛,但沸石分子筛的饱和吸附量受反应温度和VOCs浓度的影响相对较小;循环吸脱附10次后,蜂窝活性炭和沸石分子筛对VOCs的吸附率分别下降为第1次时的71.35%和81.15%,沸石分子筛的吸脱附性能更为稳定;蜂窝活性炭饱和吸附量大、脱附时间快,适用于宽负荷、低风量、中高浓度VOCs废气处理;沸石分子筛空气动力学及循环吸脱附性能较好,适用于处理初始温度相对较高、中低浓度VOCs废气。     

四氧化三铁明胶固定过氧化物酶催化降解五氯酚

利用Fe₃Ｏ₄吸附-明胶包埋-交联法固定辣根过氧化物酶（HRP）催化去除水中的五氯酚（PCP）,探讨了催化反应时间、不同缓冲体系及pH值、不同PCP初始浓度和HRP使用量对催化反应的影响,确定了固定化HRP催化去除PCP的最佳反应条件,并与自由酶的催化反应做对比研究.结果表明,用固定化辣根过氧化物酶催化去除五氯酚,反应在30 min后可达到平衡,催化速度和自由酶相当;pH值介于 4～6之间有较明显的去除效果,固定后催化反应的适宜pH范围更为宽泛,且受不同缓冲体系影响较小,pH为5时有最高催化去除率41%;在0.05 　U/mL的低活性浓度下固定化HRP的催化效率高,与自由酶相比可减少酶用量;PCP的去除量随其初始浓度的增加而增加,但催化去除率从39.68%下降至24.4%;此外,固定化HRP具有良好的催化稳定性,在酶活性浓度为0.05 　U/mL时重复使用7次后PCP的催化去除率仍高于39%.