CaF2高温分解特性试验研究

作为燃煤和砖瓦烧制过程中钙基固氟剂燃烧固氟的最终产物CaF2,其高温稳定特性对固氟效率有重要影响本义在固定床反应器上采用气态氟化物直接吸收分析法,结合XRD、DTA法对CaF2晶体粉末在大气、干燥大气和饱和大气下的高温稳定性进行了实验研究.结果表明,在高温条件下CaF2发生水解反应,水解反应起始温度830±10℃,水解率随燃烧温度和停留时间的增加而增加,空气中水蒸气含量对水解率有显著影响.动力学计算表明温度在850℃～1350℃范围内水解反应为一级反应,反应活化能E=115±2kJ/mol.研究结果对燃煤和砖瓦烧制过程中高温高效钙基燃烧固氟剂的开发有指导意义.     

纳米TiO2催化燃烧固硫的实验研究

通过纳米TiO₂催化CaO燃烧后粉煤灰的成分分析和燃烧烟气中SO₂含量的测定确定固硫效果,探讨了纳米TiO₂添加量、Ca/S摩尔比、不同条件制备的纳米TiO₂及燃烧温度对分析纯CaO固硫的影响,比较了纳米TiO₂对不同煤种以及不同钙基固硫剂的固硫效果,并对反应产物进行了X射线衍射和扫描电镜分析.结果表明,纳米TiO₂与CaO共同作用时,纳米TiO₂最佳的添加量为8%;在Ca/S摩尔比为2、燃烧温度为850℃时纳米TiO₂催化分析纯和工业纯CaO固硫效率达87.8%和60.3%,比不添加纳米TiO₂时增加13.4%和29.6%.纳米TiO₂对不同煤种燃烧时CaO固硫有较好地催化作用,能够促进SO₂转化成SO₃的本征反应,同时增加煤灰的孔尺寸,促进二氧化硫的扩散从而提高CaO的固硫效果.     

煤燃烧固氟剂及固氟效果研究

通过热力学分析煤燃烧过程中钙基固氟剂固氟反应机理和高温高效钙基固氟剂开发原则;通过流化床和链条炉燃烧试验考察石灰石和钙基固氟剂燃烧固氟效果.试验表明:流化床燃烧时石灰石燃烧固氟效果明显,在Ca/F=60～70时,脱氟率可达到66.7%～70.0%;链条炉燃烧试验表明:利用工业废料开发的钙基固氟剂固氟效果显著,在Ca/F=65～80时,脱氟率为57.32%～75.19%.在燃煤过程添加石灰石和钙基固氟剂具有固氟固硫的双重作用.     

包裹法对民用高氟石煤氟硫污染的防治作用

提出了用钙基固氟剂包裹石煤以降低氟硫污染的方法.8 户使用包裹钙基固氟剂石煤的农家和 8 户使用普通石煤的农家的比较结果表明,包裹固氟剂石煤组比普通石煤组燃煤氟释放率平均降低了 44.7%(P<0.05);室内空气氟含量下降了 85.7%(P<0.01);室内空气 SO2含量降低了 75%(P<0.05).放置条件较一致的 4 个玉米、辣椒样品氟含量的比较表明,使用包裹固氟剂石煤农户家的玉米、辣椒样品的氟含量分别比使用普通石煤的下降了 50%和 53%.     

高炉矿渣对铝电解废旧阴极炭焚烧中氟化物的迁移转化行为影响

废旧阴极炭（Spent potlining）是铝电解行业产生的一种高无机氟含量危险废物.本研究以高炉矿渣（Blast furnace slag）为添加剂与废旧阴极炭混合焚烧,模拟计算有关反应的吉布斯自由能,研究焚烧过程中氟化物的转化和稳定化行为.结果表明,高炉矿渣中的钙基化合物可促进废旧阴极炭中的NaF和Na₃AlF₆转化为稳定的CaF₂. 在850 ℃、焚烧1 h的条件下,废旧阴极炭和高炉矿渣混合样（4/6,质量比）水溶性氟浸出率降低42.27%;同时,减少HF释放可使氟化物保留率提高3.85%.高炉矿渣的掺入将其中93.50%的氟化物固定于底渣中,显著降低了废旧阴极炭的浸出毒性.高炉矿渣中的SiO₂和Al₂O₃促进了NaF向CaF₂的热转化行为,高炉矿渣参与焚烧使得焚烧底渣颗粒更加疏松、分散,底渣的 氟化物主要以Ca₄Si₂O₇F₂形态存在,表明高炉矿渣具有协同处置废旧阴极炭的良好性能.     

溴代甲烷在SO42-/TiO2上的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了SO₄^2-/TiO₂催化剂,运用XRD、BET比表面测定,FTIR等技术对催化剂进行了表征,并在微型常压连续反应装置上进行CH₃Br光催化反应性能考察.结果表明,SO₄^2-引入TiO₂体系使得催化剂的结构和光催化性能得到显著改善.SO₄^2-负载量为9%,烧结温度为450℃时,SO₄^2-/TiO₂催化剂的光催化活性最高;SO₄^2-/TiO₂催化剂对反应物料中的水汽有很好的耐受性;当反应温度低于85℃时,提高反应温度,有利于改善对CH₃Br的光催化反应活性,表观活化能约为19.6kJ·mol^-1,反应温度在85℃～105℃区间时,CH3Br的光催化降解表观活化能为0.     

硅藻土基纳米TiO2降解甲醛的实验研究

对比研究了硅藻土和硅藻土基纳米二氧化钛光催化剂对甲醛的吸附降解特点.通过改变反应器内甲醛的初始浓度、反应温度、光照强度和相对湿度,研究了涂覆量为62.5 g·m^-2的硅藻土基纳米TiO₂光催化剂对甲醛气体的降解效果.研究结果表明,硅藻土只对甲醛有一定的吸附作用,而硅藻土基纳米TiO₂对甲醛具有持续的吸附和降解作用.反应器内甲醛初始浓度越高,降解时间越长;初始浓度为6.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛气体,经过150 h降解率才能达到99%以上,而初始浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1和4.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛气体分别在14 h和32 h内就可以达到相同的降解率.反应温度越高,硅藻土基纳米TiO₂降解甲醛所需要时间越短;15 ℃时将初始浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛完全降解需要50 h,而45 ℃时仅需12 h.光照是硅藻土基纳米TiO₂降解甲醛的直接动力,光照强度为0时,甲醛几乎不能被降解,只被硅藻土基纳米TiO₂光催化剂吸附;在8100 lx的照度下,浓度为2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛在14 h内能被完全降解.环境相对湿度越大,该催化剂对甲醛的降解越彻底;相对湿度50%时, 硅藻土基纳米TiO₂光催化剂14 h内能将2.0×10^-3 mg·L^-1的甲醛降解到3.72×10^-5 mg·L^-1,在相对湿度80%时,甲醛能被降解到1.0×10^-5 mg·L^-1.     

土壤中不同粘粒矿物在高温下释放氟污染物的研究

研究了蒙脱石、高岭石、水铝英石、蛭石和针铁矿在高温下释放氟污染物的特征.结果表明:高温下氟化物从这些矿物中的逸出率不仅随矿物种类而变化,而且与烧成温度、比表面积、矿物结构水含量的变化以及高温加热时间密切相关.蒙脱石的晶格瓦解温度比高岭石的滞后,可能是不同高温下蒙脱石氟化物逸出比高岭石滞后的原因之一.含钙化合物能降低氟从蒙脱石中的逸出率.以CaCO₃处理蒙脱石为例,800℃时,氟化物逸出率比对照降低了59.6%,800℃时,5种含钙物质的固氟能力的大小顺序为:CaCO₃＞CaO＞Ca₃(PO₄)₂＞Ca(OH)₂＞CaSO₄.     

固定床PVC燃烧脱氯的机理和试验

研究垃圾组分PVC在焚烧过程中HCl的排放和脱除特性的实验在准等温、电加热的水平石英管反应器中进行.随着床温从700℃升高到900℃,HCl的转化率从82.5%平缓增加到88.3%,而过量空气系数的增加促使部分HCl转化为C1₂(1.9%～4.5%)的形式存在.钙基吸收剂CaCO₃,Ca(OH)₂,Ca(CH₃COO)₂对HCl的脱除效率高达68%～79%,而镁基吸收剂的脱氯效率却低于3%.小的吸收剂粒径、高的Ca/Cl比会促进脱氯效率的提高;烟气中CO₂和H₂O对脱氯效率的影响与它们在反应平衡中所起作用有关.高温下燃烧固氯机理反应的平衡常数的计算不仅诠释了实验结果,而且提供了脱氯吸收剂选择的依据.     

CeO2-La2O3/γ-Al2O3稀土氧化物混合物催化还原SO2的实验研究

在La₂O₃ 中加入变价稀土氧化物CeO₂,组成一种稀土氧化物的混合物,以这种混合物作为CO还原SO₂的催化剂.采用连续流动固定床反应器,在反应气体SO₂和CO按SO₂∶CO = 1∶3,载流气体为N₂,气体流量为1000 mL/min的条件下,实验研究了该催化剂的活化过程以及温度和反应物浓度配比对活化反应的影响,用XRD和XPS对反应前后催化剂进行了表征,分析了相结构的变化.结果表明:CeO₂和La₂O₃ 2种稀土氧化物的混合物,在CO还原SO₂的催化反应中,活化温度比单个的CeO₂或La₂O₃氧化物下降了50℃～100℃,而且具有更高的活性.这可能是CeO₂和La₂O₃氧化物之间存在着某种协同作用所致.     

电化学辅助白云岩沉淀除氟法试验研究

利用天然地质材料为电解材料,采用电化学辅助去除水中过量氟离子以使出水的氟浓度达到GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》,通过测定不同电压条件下各时间节点的各离子浓度,考察了电压及电解材料对除氟效果的影响并探讨了其反应机理。结果表明:出水pH稳定在6~10.8,电压为36 V与48 V时,除氟效率高达90%以上,且不会使水体中总硬度超标。电场作用下F-的离子迁移与CaF_2、MgF_2的沉淀反应是阴极出水氟浓度降低的主要原因。在36 V电压下白云岩除氟装置的启动时间最短,经济效益最高。相同电压下灰岩除氟装置的除氟效果略高于白云岩除氟装置。     

甲基丙烯基醛和甲基乙烯基酮水相臭氧化反应

利用实验室模拟的方法研究了甲基丙烯基醛(MAC)和甲基乙烯基酮(MVK)在大气水相中的臭氧化反应,测定了250℃±0.1℃温度和1.0×10⁵Pa空气压力条件下生成过氧化物和二次羰基物的种类和产率.结果表明,MAC水相臭氧化生成2种羰基物(甲醛和丙酮醛)和2种过氧化物,即过氧化氢(H₂O₂)和羟甲基过氧化氢(HOCH₂OOH ,HMHP) ,它们的产率(%)分别为49.9±2.9、26.6±3.9、4.6±0.4和10.0±0.8;同MAC类似,MVK水相臭氧化也生成甲醛、丙酮醛、H₂O₂和HMHP ,它们的产率(%)分别为40.8±2.2、40.7±35、6.8±0.5和10.4±0.8.对MAC和MVK水相臭氧化反应机理进行了推测,解释了各产物的生成.     

Hydrolysis kinetics of atrazine and influence factors

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｙｄｒｏｌｙｓｉｓｉｓｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｓｗｉｔｈｗａｔｅｒａｎｄａｌｓｏａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ.Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｏｆｓｙｎｔｈｅｔｉｃｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓｏｃｃｕｒｓｖｉａｓｅｖｅｒａｌｐａｔｈｗａｙｓｗｈｉｃｈｉｎｖｏｌｖｅｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｃｉｄ , ｂａｓｅａｎｄｎｅｕｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ.Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ ,ｗａｔｅｒｄｉｓｓｏｃｉａ…     

Fluoride removal from brackish groundwater by direct contact membrane distillation

The direct contact membrane distillation applied for fluoride removal from brackish groundwater was investigated.The self-prepared polyvinylidene fluoride membrane exhibited high rejection of inorganic salt solutes.The maximum permeate flux 35.6 kg/(m2 ·hr) was obtained with the feed solution at 80°C and the cold distillate water at 20°C.The feed concentration had no significant impact on the permeate flux and the rejection in fluoride.The precipitation of CaCO3 would clog the hollow fiber inlets and foul the membrane surface with increasing concentration factor when natural groundwater was used directly as the feed,which resulted in a rapid decline in the module efficiency.This phenomenon was diminished by acidification of the feed.The experimental results showed that the permeate flux and the quality of obtained distillate kept stable before concentration factor reached 5.0 with the acidified groundwater as feed.The membrane module efficiency began to decline gradually when the feed continued to be concentrated,which can be mainly attributed to the formation of CaF2 deposits on the membrane surface.In addition,a 300 hr continuous fluoride removal experiment of acidified groundwater was carried out with concentration factor at 4.0,the permeate flux kept stable and the permeate fluoride was not detected.     

Co3O4纳米棒的制备及其对气相甲苯的催化氧化

采用低温水热法制备棒状纳米结构的Co3O4,通过加入少量的表面活性剂（聚乙烯吡咯烷酮简称PVP）,在95℃下低温反应,并调控制备过程的老化时间、溶液的pH这2个因素合成了棒状Co3O4纳米结构.X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）表明制得的是呈立方晶体的Co3O4纳米棒,氢气程序升温还原（H2-TPR）、N2吸附脱附等表征手段表明老化时间和pH会影响Co3 O4纳米棒的尺寸、孔隙结构,进而影响其比表面积大小.采用气相甲苯作为目标物,运用气相色谱（GC）对Co3 O4的催化性能进行研究.结果表明在该实验中,调控老化时间和pH制得的Co3O4纳米棒只影响其低温降解效果,在温度低于260℃,活性最好的是pH=9,老化时间为12 h的催化剂;当温度高于260℃后,其降解曲线基本一致.     

低温条件下Nano-MnOx上NH3选择性催化还原NO

采用流变相法制备了无载体Nano-MnO_x催化剂,在低温条件下(50～150℃)以NH₃为还原剂系统考察了氮氧化物的选择催化还原特性.结果表明,流变相法制备的Nano-MnO_x催化剂具有良好的低温催化活性.实验条件下,80℃即可获得98.25%的NO转化率,100～150℃内NO几乎完全转化;SO₂和H₂Ｏ会与NO和NH₃在催化剂表面产生竞争吸附,导致催化活性下降,但该影响是可逆的.经分析,较大的比表面积和较低的晶化度是Nano-MnO_x具有良好低温活性的2个主要原因.     

高铁酸钾氧化降解三氯生的动力学模拟及反应机制研究

对高铁酸钾氧化降解水中微量三氯生（TCS）的反应动力学、反应机制及降解效果进行了实验研究.结果表明,高铁酸钾氧化降解TCS符合二级反应动力学模式,pH 8.5时表观二级反应动力学速率常数为531.9 L.（mol.s）-1,以10 mg.L-1的高铁酸钾计算,反应的半衰期是25.8 s.表观二级反应动力学速率常数随着p...     

水中典型内分泌干扰物质的臭氧氧化研究

在静态实验中,考察了臭氧投加量、HCO^-₃浓度和pH值对O₃氧化去除水中典型内分泌干扰物（EDs）E1、E2、EE2、DES和4-n-NP的影响.结果表明,5种EDs的去除率随O₃投加量的增加而增大,O₃浓度达到63.6 μg/L时可去除92.0%以上的EDs,HCO^-₃（0～100 mg/L）的引入抑制了O₃氧化,O₃氧化去除EDs的能力随溶液pH值升高而大幅度提高.在中性（pH≈7.0）和碱性（pH＞10.6）条件下,O₃氧化5种EDs的表观二级反应速率常数(20℃±0.5℃)分别在(1.67～3.89)×10⁶　Ｌ·(mol·s)^-1和(0.93～1.75)×10⁹　Ｌ·(mol·s)^-1范围内,表明这5种物质在水中可被O₃迅速氧化去除.计算得出5种EDs的基元反应速率常数(20℃±0.5℃),发现O₃与离子态的EDs反应活性［1.21×10⁹～3.81×10⁹　Ｌ·(mol·s)^-1］是其与分子态EDs的反应活性［7.62×10⁵～2.55×10⁶　Ｌ·(mol·s)^-1］的10³～10⁴倍.对比不同水质本底下O₃氧化去除EDs的实验发现,滤后水和江水中EDs的去除率较其在超纯水中分别降低了26.5%～50.3%和57.3%～72.0%,表明实际水体中的有机物通过竞争氧化剂,抑制了EDs的O₃氧化去除.