纳米Pd/Fe双金属对2,4-二氯酚的脱氯机理及动力学

采用纳米Pd Fe双金属对2,4 二氯酚(2,4 DCP)进行了催化还原脱氯处理.结果表明,纳米Pd Fe双金属具有较高的比表面积和反应活性,对2,4 DCP具有较好的脱氯效率.当纳米Pd Fe用量在6g·L-1时,2,4 DCP脱氯率达到90%以上;脱氯效率与pH值、温度、钯化率、Pd Fe投加量等因素有关.2,4 DCP在脱氯过程中先生成邻氯酚和对氯酚,而后继续脱氯生成苯酚,或由2,4 DCP直接降解成苯酚.2,4 DCP降解符合拟一级反应动力学.2,4 DCP催化还原脱氯反应的活化能为139 7kJ·mol-1.     

Pd/Fe及纳米Pd/Fe对氯酚的脱氯研究

采用化学沉淀法制备得到了纳米Fe和纳米Pd/Fe(20～100nm),利用制备的纳米催化剂对氯酚进行了催化脱氯研究,并与常规的零价铁和Pd/Fe进行了对比分析.结果表明,纳米颗粒具有较高的比表面积和表面反应活性,所制备的纳米Pd/Fe双金属BET比表面积达到12.4m²/g,而商用铁颗粒(<10m)的比表面积只有0.49m²/g;当钯化率为0.0666%,纳米Pd/Fe用量在6g/L时,氯酚脱氯率达到90%以上,在相同的处理效果下,常规Pd/Fe的使用量为纳米Pd/Fe的20倍左右,纳米Pd/Fe催化氯酚的脱氯降解遵循一级反应动力学.     

Catalytic dechlorination of chlorobenzene in water by Pd/Fe bimetallic system

IntroductionChlorinatedorganiccompoundshavebeenusedonalargescaleinthechemical,petrochemical,andelectronicindustries.Inrecentyears ,worldwideattentionhasbeengiventotheenvironmentalandhealthimpactofthemasaclassofcontaminants .Severalareknowntocauseozonedepletion ,whileothersproduceadverseeffectsonthehumancentralnervoussystemandhavebeenlinkedtodiseasessuchascancer.Almostallofthechlorinatedaromaticcompoundsaretoxicandthermallystable .Oncereleasedintoenvironment,theywillaccumulateinthesurroundings…     

Photodegradation of nitroaromatic compounds in aqueous solutions in the UV/H2O2 process

Photodegradation of nitrobenzene and nitrophenols in aqueous solutions by means of UV/H2 O2 process was studied in the Rayox batch reactors. Three nitrophenol isomers were identified as main photoproducts in the irradiated NB aqueous solutions. The distribution of nitrophenol isomers follows the order p-〉 m-〉 o-nitrophenol. Other intermediates detected include nitrohydroquinone, nitrocatechol, catechol, benzoquinone, phenol, nitrate/nitrite ions, formic acid, glyoxylic acid, maleic acid, oxalic acid and some aliphatic ketones and aldehydes. The degradation of nitrobenzene and nitrophenols at initial stages follows the first-order kinetics and the decay rate constants for nitrobenzene（NB） are around l0^-3-10^-2 s^-1 and for nitrophenols are around 10^-2 s^-1. The decomposition of H2 O2 in the presence of NB and each nitrophenol isomers follows zero-order kinetics. The quantum yields at initial stages for NB decay were estimated around 0.30 to 0.36, and for NPs decay is around 0.31-0.54.     

三维Pd/OMC粒子电极体系电催化泛影酸盐还原脱碘研究

以泛影酸盐(DTZ)的高效还原脱碘为目标,通过硼氢化钠还原法制备钯负载有序介孔碳(Pd/OMC)作为粒子电极,以碳纤维(CFP)电极作为主阴极,建立了三维电极电催化还原体系.该体系在低阴极电位下(-0.6～-0.8 V)可实现电化学/感应电化学的耦合还原,其脱碘速率是单独阴极体系的2.38～3.65倍;在阴极电位高于析氢电位(-1.5 V)时,可实现电化学/感应电化学/化学催化加氢多还原过程协同去除碘代有机物,其反应速率为单独阴极体系的1.27～4.69倍.进一步研究了DTZ初始浓度、Pd/OMC投加量及Pd的负载量对DTZ还原去除的影响.电化学测试结果表明三维电化学体系具有良好的电子传递能力与电还原性能.利用自由基淬灭实验与ESR自由基捕获对活性还原物种分析,表明原子H~*在三维电化学还原脱碘过程中起重要作用.     

硫自养反硝化颗粒表面与间隙微生物群落特征和基因分布

研究了单质硫颗粒自养反硝化柱中表面和间隙生物膜的微生物群落结构、功能基因和代谢途径等生物信息学特征.结果表明,硫颗粒表面生物膜的微生物菌群多样性低于间隙生物膜.氮代谢功能基因丰度差异较为显著,间隙生物膜中硝酸盐和亚硝酸盐的胞外转运蛋白基因丰度远高于表面生物膜,分别为0.0792%、0.109%与0.0157%、0.0314%.对于还原性反硝化代谢,表面生物膜的总基因丰度却明显低于间隙生物膜,分别为0.367%、0.406%.此外,参与反硝化过程的基因丰度明显不同,特别是将NO₃^-还原成NO₂^-以及将N₂O还原成N₂过程中的基因.对于硫代谢,没有观察到明显的差异.APS (硫酸腺苷)氧化是将SO₃^2-氧化为SO₄^2-的主要途径,其基因丰度远远高于直接氧化途径,分别为0.137%与0.0005%(表面)、0.138%与0.0007%(间隙).结果表明,在单质硫自养反硝化过程中,间隙生物膜与表面生物膜中的微生物存在合作关系,协同促进硫自养反硝化脱氮过程.     

我国城市生活垃圾组分含水率及其特征分析

含水率是预测生活垃圾能源回收和渗滤液污染潜力的关键参数,对选择合适的生活垃圾处理技术有重要意义.根据各物理组分组成比例和组分含水率,估算混合生活垃圾含水率,是规划和设计生活垃圾处理设施时的重要方法.本文通过分析近年来的文献资料,提出适合我国生活垃圾特征的典型物理组分含水率数据清单;比较20个中国城市文献数据的模拟估算与实测结果,发现对大部分城市的估算误差在10%以内,远低于采用丹麦,美国等发达国家数据的估算误差.对比中国、丹麦和美国的组分含水率数据清单,发现我国生活垃圾中的纸类、织物、塑料、渣石等组分的含水率显著偏高,原因在于我国生活垃圾的食品废物含量高,混合收集过程中水分在组分间迁移所致.     

Pd/Al2O3粒子电极电催化还原BrO3-的研究

针对常规方法难以去除水中Br_3~-的问题,采用浸渍煅烧法制备了负载型纳米Pd/Al_2O_3粒子电极,研究了该电极电催化还原Br O-3的效果.催化剂的结构表征表明该反应实现了Pd纳米晶的均匀负载,纳米Pd/Al_2O_3具有较高的电催化活性和较低的能耗,其最佳反应条件为3%Pd负载量,0.9 m A·cm-2电流密度和1 g·L催化剂投量,酸性条件可促进Br O-3的直接或间接还原.ESR检测证实了Pd的负载增强了反应体系活性物种[H]的生成,进而促进了Br O-3的间接电催化还原.     

有机氯对废弃物衍生焦炭结构和反应活性的影响

采用聚氯乙烯(PVC)为氯源与废弃物典型组分等量混合后在500℃氮气气氛条件下制成焦炭样品,通过热重(TGA/DTG)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和拉曼光谱分析手段,对样品进行了焦炭碳结构和反应活性分析.结果表明,有机氯会抑制废弃物衍生焦炭的活性,使淀粉热解焦炭最大反应速率从0.15 min^-1下降至0.13 min^-1.动力学方面,淀粉(60.575 kJ·mol^-1)和纤维素焦炭(101.686 kJ·mol^-1)样品的表观活化能均小于其与PVC混合物的热解焦炭;而PVC的添加则会使淀粉和纤维素热解焦炭中的C结构更趋于无序化.微观角度方面,添加PVC后的焦炭表面同样呈现出纤维丝状结构,但气壁更加粗糙,表面有较多的褶皱,破坏了由废弃物内在碱金属催化形成的孔隙结构,使得焦炭表面结构破碎化程度更高.     

Pd/TiO2-SnO2催化还原硝酸盐效能及反应调控

采用共沉淀法制备了掺杂TiO2的复合载体TiO2-SnO2;浸渍法制备了单金属负载型催化剂Pd/TiO2-SnO2.用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面仪（BET）和透射电镜（TEM）表征表明Pd和TiO2在SnO2上成单层或亚单层分散,增加了反应活性位.催化剂分散性良好,比表面积为100.8m....     

EDTA对Pd/Fe体系还原脱氯2,4-D的影响

针对Pd/Fe体系对含氯有机物催化还原脱氯过程中,零价铁易腐蚀并在颗粒表面形成钝化层,阻碍目标污染物的进一步脱氯去除,本研究利用乙二胺四乙酸(EDTA)与Fe2+和Fe3+的络合作用,消除Pd/Fe颗粒表面的钝化层,使还原脱氯过程得到持续进行.实验考察了EDTA的投加方式和投加量、p H、钯负载率、温度等因素对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)还原脱氯的影响.结果表明:1EDTA浓度为25.0 mmol·L-1、投加速率为20 m L·h-1时,苯氧乙酸(PA)生成率在20 min达到了90.7%.而未加EDTA的反应体系,反应210 min后,PA的生成率仅为74.5%;2EDTA可以络合Pd/Fe体系在催化脱氯过程中生成的Fe2+和Fe3+,防止或减缓了Pd/Fe颗粒表面钝化层的形成,提高了反应活性;3适宜的2,4-D催化脱氯条件为:浓度25.0mmol·L-1的EDTA溶液,投加速率20 m L·h-1、初始p H为4.2、钯负载率0.050%、温度30.0℃、搅拌速率200 r·min-1,反应210 min,20.0 mg·L-1的2,4-D几乎可完全转化为PA;42,4-D催化脱氯的中间产物主要是2-氯苯氧乙酸及微量的4-氯苯氧乙酸,最终产物为苯氧乙酸.     

Pd/GO/Ni电极的制备及对2,4-二氯酚的降解研究

为去除持久性氯代有机污染物2,4-二氯酚(2,4-DCP),利用电化学沉积法制备了一种新型钯/氧化石墨烯/泡沫镍(Pd/GO/Ni)电极,并通过电化学法降解2,4-二氯酚,取得良好的效果。通过扫描电镜等表征手段观察其表面形貌。结果表明:氧化石墨烯浓度为10 mol/L是制备Pd/GO/Ni电极的最佳浓度,p H为3时,Pd/GO/Ni电极对2,4-二氯酚的去除率达到90.7%。     

In situ adsorption-catalysis system for the removal of o-xylene over an activated carbon supported Pd catalyst

An activated carbon (AC) supported Pd catalyst was used to develop a highly efficient in situ adsorption-catalysis system for the removal of low concentrations of o-xylene. In this study, three kinds of Pd/AC catalysts were prepared and tested to investigate the synergistic efficiency between adsorption and catalysis for o-xylene removal. The Pd/AC catalyst was first used as an adsorbent to concentrate dilute o-xylene at low temperature. After saturated adsorption, the adsorbed o-xylene was oxidized to CO2 and H2O by raising the temperature of the catalyst bed. The results showed that more than 99% of the adsorbed o-xylene was completely oxidized to CO2 over a 5% Pd/AC catalyst at 140℃. Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis, scanning electron microscopy (SEM), temperature-programmed desorption (TPD), and temperature-programmed oxidation (TPO) were applied to investigate the physical properties of o-xylene adsorption-desorption and the in situ adsorption-catalysis activity of the AC support and Pd/AC catalyst. A synergistic relationship between the AC support and the active Pd species for the removal of low concentrations of o-xylene was established.     

Synergistic effect of palladium and oxygen vacancies in the Pd/perovskite catalysts synthesized by the spc method

A series of oxygen-deficient perovskite-supported palladium catalysts were prepared by the “solid phase crystallization“(spc) ethod and investigated with XRD, TPR, TPD, TEM, XPS, BET analysis and CO oxidation. It was found that Pd/perovskite catalysts ynthesized by the spc method were more active for CO oxidation than the calcined LaCoo.95 Pdo.05 03, where Pd dispersed in the solid olution. H2-reducing treatment in the spc method could yield not only high-dispersed fine Pd particles on the perovskite surface but also xygen-deficient structure. In these perovskite-supported Pd catalysts, oxygen vacancies adsorbed, activated and supplied oxygen to the ctive Pd sites, where the oxidation occurred with adsorbed CO. The high activities were due to the cooperative action of Pd and oxygen acancies.     

急性与亚慢性镉胁迫对河南华溪蟹消化系统亚细胞结构的影响

本实验运用透射电镜技术,观察了河南华溪蟹(Sinopotamon henanense)分别在镉29.0 mg·L-1急性染毒4 d和2.90 mg·L-1亚慢性染毒21 d后消化系统4种器官(食道、中肠、后肠和肝胰腺)亚显微结构的变化和损伤情况.结果显示:急性和亚慢性染毒均可导致各组织中细胞核变形、染色质浓缩边集、核固缩、核碎裂,线粒体空泡化、嵴缩短、融解甚至消失,但前者对各组织亚细胞的损伤更为严重;肝胰腺和中肠组织的病理变化较食道和后肠组织中的明显,镉胁迫后均可观察到上皮细胞内粗面内质网扩张变形、核糖体脱落,高尔基体形态结构异常,微绒毛排列紊乱、部分融解、断裂,出现大量的自噬溶酶体;食道和后肠的肌纤维水肿、肌原纤维排列疏松.急性与亚慢性镉处理均会对河南华溪蟹的消化系统产生毒害,造成各组织器官中细胞结构的严重损伤,且急性高浓度的镉暴露对机体造成的毒性影响较为严重.这些损伤会影响消化酶的合成和分泌等生理功能,导致机体失去正常的消化能力.     

恶臭假单胞菌原位还原Pd(0) NPs对微生物电子传递性能及活性的影响

微生物原位合成零价金属纳米颗粒在材料合成和环境应用领域引起了广泛关注和研究.本研究利用Pseudomonas putida(P.putida)合成Pd(0)纳米颗粒(NPs),通过FESEM、TEM、XPS等对合成的纳米颗粒进行形貌、价态表征,并对其电化学性能及微生物抑制作用进行分析.结果表明,在厌氧条件下,P.putida在胞外及细胞周质空间可原位合成粒径约10 nm的Pd(0)NPs.CV实验表明,相比P.putida,含Pd(0)NPs的P.putida有更高的氧化还原电流;随着初始反应Pd(Ⅱ)浓度增加至0.07和0.1 mmol·L~(-1),恒电位实验中的乳酸氧化电流分别升至(10.6±5.2)和(22.5±9.7)nA,分别为P.putida((5.7±2.8)nA)的1.85和3.95倍;TTC-ETS和INT-ETS分别提升至89.02和209.09μg·mg~(-1)·h~(-1),分别是P.putida的1.64和1.34倍.以上结果证明了Pd(0)NPs对微生物胞外电子传递(Extracellular Electron Transfer,EET)的正面影响.抑菌圈实验和激光共聚焦图像表明,低量Pd(0)NPs具有较好的生物相容性,过多Pd(Ⅱ)和Pd(0)NPs对微生物有一定的毒性.