辐射化学在环境激素研究中的应用

环境激素对地球生态系统带来严重威胁.大量难降解环境激素(如多氯联苯、二噁英)危害全球脆弱的生态环境,其直接后果之一就是人类乳腺癌等恶性疾病发病率急剧上升.因此,当今世界各国均十分重视环境激素的环境生物学机理研究.辐射化学作为一门高新技术,在环境激素污染物处理、降解机理与生命科学研究等方面可发挥重要作用,例如:同步辐射可用于直接观测溶液口的雌激素受体ER真实结构,脉冲辐解、激光光解和电子自旋共振用于研究环境激素活性瞬态粒子动力学等等.     

电弧炉炼钢过程的二噁英及抑制措施

文章介绍了二噁英类的结构、毒性及理化性质,分析了电弧炉炼钢过程二噁英的产生机理,烟气中的二噁英主要通过从头合成(de novo)反应生成。介绍了我国电弧炉烟气中的二噁英排放情况,讨论了抑制二噁英生成的措施及烟气中二噁英的脱除措施。     

电炉炼钢烟气二噁英污染与治理技术研究

基于电炉炼钢过程中二噁英的产生机理,详细阐述了顶装电炉、康斯迪电炉、量子电炉的二噁英分布特征,分析了源头控制技术和末端治理技术的优缺点,提出了抑制+吸附+超净袋滤器的粉尘、二噁英控制技术路线,同时进行了经济分析。结果表明,抑制+吸附+超净袋滤器的技术路线可使电炉炼钢烟气二噁英排放浓度达到我国当前及未来排放需要。     

废物焚烧及工业金属冶炼烟气中二噁英的排放水平及同系物分布

为掌握二噁英(PCDD/Fs)排放重点行业的二噁英排放特性与工艺影响因素,为相关行业的二噁英排放治理提供基础性数据支持,采用同位素稀释高分辨气相色谱质谱法对生活垃圾焚烧(MWI)、危险废物焚烧(HWI)、再生有色金属冶炼(SNP)和铁矿石烧结(SNT)烟气中的二噁英的排放特征进行比较,并讨论了物料组成、含氧量、含氯量、催化离子、尾气处理装置及处理量对二噁英排放特征的影响。结果表明,生活废弃物焚烧排放烟气质量浓度最低,危险废弃物燃烧、再生有色金属冶炼次之,铁矿石烧结烟气的二噁英质量浓度最高。危险废物焚烧、再生有色金属冶炼和铁矿石烧结三者烟气中二噁英的同系物分布吻合度较高,均以PCDFs为主,推断二噁英的合成机理均以从头合成为主。4种烟气来源的氯化度均高于6,主要为高氯代产物。物料来源与组成的复杂性为二噁英提供了良好的合成环境。高含氧量及使用水幕除尘装置会增加二噁英的生成,但含氧量约高于18%时可抑制PCDD/Fs的产生。而高含氯量和高含量的催化金属离子则有助于PCDFs的生成。     

负载TiO2颗粒活性炭去除微囊藻毒素- LR的动力学

以活性炭为载体,采用溶胶凝胶法制备负载型的催化剂(TiO2/GAC),进行了有无紫外光降解和有无活性炭条件下的微囊藻毒素- LR( MCLR)降解试验.结果显示,在紫外光照射下,MCLR不会自身降解,且紫外光照对活性炭吸附性能无明显影响.此外,通过负载型催化剂对不同初始质量浓度的MCLR溶液的吸附和光催化降解试验,进行了Lagergreen准二级模型和颗粒内部扩散模型拟合催化剂的吸附去除动力学研究,应用Langmuir- Hinshelwood和Freundlich-Hinshelwood模型拟合光催化降解过程.结果表明,Lagergren准二级模型和Langmuir- Hinshdwood模型均能较好地描述TiO2/GAC对MCLR的吸附、光降解过程,Langmuir-H inshelwood模型中吸附平衡常数Kt值基本保持不变,约(0.057 0±0.0008)L/μg,降解速率常数k值随着初始质量浓度的增加有所下降.     

催化湿式过氧化物法(CWPO)降解间硝基苯磺酸钠动力学研究

为了优化反应条件及研究反应机理,利用不锈钢高压反应釜,采用催化湿式过氧化物法(CWPO)在不同温度、初始总有机碳(TOC)浓度、氧化剂及催化剂条件下对间硝基苯磺酸钠溶液进行降解处理,得到最优条件为温度200 ℃,初始TOC浓度2 560 mg/L,氧化剂30 mL及催化剂0.5 g.并采用Elovich方程和双常数方程对降解过程的单因素动力学数据进行了拟合,并建立了催化湿式氧化降解过程的多因素动力学方程.结果表明,上述方程均能较好地拟合催化湿式氧化的降解过程.同时分析了考察因素对TOC去除率的影响,其影响的顺序为:温度＞初始TOC浓度＞氧化剂＞催化剂.     

新型类Fenton催化剂表征及其降解染料废水的试验研究

钴基和铜基类Fenton催化剂是近年来的研究热点,对新型类Fenton催化剂进行SEM,EDS,XPS表征,得知催化剂中的金属元素主要为钴和铜。通过单因素分析法,研究影响该催化剂处理甲基橙模拟废水效果的因素。结果表明:该催化剂在pH为3~9的范围内均表现出较好的催化降解能力;当双氧水的添加量达到20 mL/L时,催化降解能力不再增加;催化剂的投加量影响催化降解能力达到最大的时间;此外,双氧水的投加方式影响降解所需的时间而对最终的处理效果影响不大。     

成型羟基磷灰石负载TiO_2光催化剂的制备及其降解甲基橙性能

本研究采用均匀沉淀法,用磷酸和硝酸钙制备出羟基磷灰石(HAP)粉末,冷压成型、烧结,得到块状HAP催化剂载体;采用改性溶胶凝胶法制备出Ti O2凝胶,再用浸渍-煅烧的方法,制备出成型HAP负载Ti O2光催化剂(Ti O2/HAP),该催化剂应用于甲基橙溶液的光催化降解。探讨了负载次数、初始浓度、初始p H值等因素对反应的影响。结果表明,试验条件下,催化剂的负载次数以3次为宜;Ti O2/HAP催化剂上甲基橙的降解符合一级反应动力学,酸性和强碱性条件下,甲基橙降解较快;所制备的Ti O2/HAP催化剂稳定性好,具有较好的应用前景。     

重庆主城区大气环境二噁英污染状况研究

二噁英污染是世界普遍关注的一个焦点问题,本文对重庆市主城区大气环境二噁英污染状况进行了研究,研究发现:重庆大气二噁英污染浓度为0.03~0.403pg TEQ/m^3,低于日本空气质量标准0.6pg TEQ/m^3,和北京、上海、广州等城市大气环境二噁英浓度相当;其污染浓度分布和当地环境有着一定的关联性,受高温工业影响比较明显。     

炭基催化法烟气净化技术在垃圾发电中的应用

炭基催化法烟气净化技术集脱硫、脱硝、脱HCl、HF等酸性气体、脱粉尘、脱二噁英和脱汞等重金属及其化合物等功能于同一个装置中,炭基催化剂层吸附污染物后在再生塔内进行脱附反应,从而恢复吸附能力。另外,解析出的富集SO_2气体,可通过制酸系统得到资源化利用,从而实现对垃圾发电产生污染物的综合利用,以及对炭基催化剂的循环使用。     

“Cu核-Cu2O壳”粒子可见光催化降解酚类废水的研究

以对硝基苯酚溶液为模拟废水,用自制的"Cu核-Cu2O壳"粒子对其进行光催化氧化试验,考察了光照时间、催化剂用量、对硝基苯酚的初始质量浓度、溶液的pH值和光源等对降解过程的影响。结果表明,对硝基苯酚溶液质量浓度为40 mg.L-1,催化剂投加量为2g.L-1,光照120min后降解率达到95%,降解反应符合一级反应动力学。与其他同类光催化剂相比,"Cu核-Cu2O壳"粒子具有较高的光催化活性,而且光催化过程中有氢氧自由基产生,对对硝基苯酚的降解较彻底。     

仿酶型Fe_3O_4/焦炭非均相降解P-NP研究

采用原位氧化沉淀法制备出仿酶型Fe_3O_4/焦炭,并将其作为非均相类Fenton催化剂用于对硝基苯酚(P-NP)废水的降解;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对样品进行表征。表征结果表明,Fe_3O_4牢固地负载在焦炭上,并有利于Fe_3O_4的分散及粒径的减小。实验结果表明,催化剂降解P-NP的最佳条件为:催化剂投加量1.2 g/L,[H2O2]=30 mmol/L,p H=3.0,温度30℃,P-NP的去除率达到99%。Fe_3O_4/焦炭结构稳定,可再生使用。     

铂载钴钼二元硫化物对H_2S电催化活性研究

为考察溶胶凝胶法制备的Co-Mo二元硫化物对H_2S气体的电催化活性,通过循环伏安法和Tafel曲线分析对铂载不同Co、Mo掺杂比的电催化剂进行表征.结果表明,不同阳极电催化剂交换电流密度J_0由大到小依次为,铂载n(Co):n(Mo)=2:3、铂载n(Co):n(Mo)=2:1、铂载n(Co):n(Mo)=1:1和铂,即铂载n(Co):n(Mo)=2:3阳极电催化剂具有较好的活性,这与循环伏安曲线测试结果一致.电解质溶液pH值为6～7时,随着温度的升高铂载n(co):n(Mo)=2:3阳极电催化剂活性呈现上升的趋势.优化后的Co、Mo掺杂原子比约为0.66,此类电催化剂在操作温度80℃下,交换电流密度为1.318mA/cm~2,表观活化焙值为616.6 kJ/mol .研究表明,铂载钴钼二元硫化物适合作为低温H_2S燃料电池阳极电催化剂,其中Co、Mo掺杂比对电催化活性影响较大.     

浸渍液pH值对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响研究

为提升V-Mo/Ti催化剂的脱硝性能,在催化剂制备过程中调节浸渍工艺参数,制备了一系列不同浸渍液pH值的催化剂,采用XRD、N2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-Vis、H2-TPR、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征,考察了pH值的变化对催化剂物理化学性能的影响,采用固定床微型反应器对催化剂的脱硝性能进行评价。结果表明,降低浸渍液pH值,可以抑制催化剂上VOx物种的聚合,提升催化剂的还原性能,有利于提升催化剂的脱硝效率,降低脱硝反应过程中N2O生成量。同时,浸渍液pH值的变化,也会影响催化剂的酸性性能。当浸渍液pH值低于3.64时,催化剂酸性性能显著降低,造成催化剂脱硝性能降低;当浸渍液pH值控制在3.64时,催化剂的还原性能和酸性性能匹配较好,从而显示了较高的脱硝性能。     

Degradation of gaseous 1,2-dichloroethane using a hybrid cuprous oxide catalyst

A hybrid catalyst (CZ50) of cuprous oxide and zeolite was prepared and used in a catalytic system in which gaseous 1,2-dichloroethane (1,2-DCE) was degraded. The effects of relative humidity (15 and 65%) and wavelength of irradiation (ultraviolet, blue, green and red light) on the degradation of 1,2-DCE were studied. The experimental results reveal that the hybrid catalyst degraded the hazardous material under visible light. A comparison of the results obtained under ultraviolet and red irradiation at a relative humidity of 15% revealed almost equal degradation efficiencies of 83.8 and 82.2%, respectively. In the system with hybrid catalysts, a lower relative humidity favored 1,2-DCE degradation, indicating that relative humidity critically affects the degradation of hazardous materials. The most important result was that the intermediates of the degradation of 1,2-DCE included ethane, carbon dioxide, and formic acid yielded, which are mostly harmless and non-toxic materials. The experimental results indicated that the method could effectively be used to degrade hazardous materials to provide a healthy and safe environment for workers.     

日本二噁英检测及分解技术的发展

日本作为对二噁英的研究和控制取得较大成就的国家之一,在二噁英实验室检测方面一直走在世界的前列,本文简单介绍日本近年来二噁英检测以及分解技术的发展。     

Ethanol Steam Reforming in a Microchannel Reactor

The reaction between ethanol and water was studied in the temperature range of 400–600°C at atmospheric pressure over supported catalysts in a microchannel reactor. The supported catalysts prepared by washcoating and impregnation were active in the ethanol steam reforming but differ in their performance. The metal nature, metal loading and type of the carriers markedly influence the catalytic activity and selectivity of the catalysts. Among them Rh-based catalysts exhibited the highest catalytic activity, as compared to Co and Ni-based catalysts. Bimetallic Rh-Ni catalysts exhibit significant improvement in terms of ethanol conversion and hydrogen selectivity and the promoting role of the Ni and CeO₂ addition is discussed. The bimetallic Rh-Ni catalyst promoted by CeO₂ was stable for at least 100 h without any detectable degradation in performance.     

Studies on design of heterogeneous catalysts for biodiesel production

The production of biodiesel is gaining momentum with the ever increasing demand of the fuel. Presently, limited literature is available with respect to well designed solid heterogeneous catalyst for biodiesel production considering all the characteristics, process and operation parameters. Hence, a study was conducted to design effective heterogeneous catalyst for biodiesel production. Further, the significant impact of different catalysts, different feed stock, various reaction conditions such as temperature, methanol oil molar ratio, catalyst concentrations and stability/inactivation of the catalysts, are detailed out for transesterification process of biodiesel production. Based on the studies it can be concluded that well designed heterogeneous catalyst can yield high throughput of biodiesel.     

阻挡放电联合金属氧化物催化降解H2S的研究

采用介质阻挡放电联合金属氧化物催化降解气态H2S,考察了单组分及复合金属氧化物催化剂、催化剂与低温等离子体结合方式对H2S及副产物O3去除性能的影响,分析了等离子体联合Mn复合金属氧化物催化降解H2S机理。结果表明,金属负载量相同条件下,电压低于22kV时,Mn复合金属氧化物对H2S的催化活性高于单组分Mn金属氧化物,催化活性及对O3的分解能力从大到小依次为:Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn、Mn。当电压为18 kV时,Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn复合催化剂分别比单组分Mn催化剂对H2S的去除效率提高了近10%、6%、4%。等离子体后催化区域中Mn催化剂催化氧化H2S的效率明显低于等离子体催化区域。Mn催化剂在等离子体后催化区域中能有效催化分解O3。随着电压的升高,Mn金属氧化物在等离子体后催化区域对H2S催化作用逐渐增强。在电压22 kV时,等离子体联合后催化比单独等离子体作用时,H2S去除效率提高了近11%。