集成催化燃烧和氨水吸收制冷的油气冷凝吸附回收系统

为回收并资源化利用挥发油气,建立了一种集成冷凝、吸附、催化燃烧和氨水吸收制冷技术的油气回收系统。为分析该系统回收油气时的回收率和能耗,结合油气混合物及其组分浓度数据,对采用该系统回收油气的方案进行建模和计算。利用Aspen Plus软件模拟3级冷凝过程,改变2级冷凝温度,得到相应的能耗、未被冷凝的油气量和组分浓度;利用Aspen Plus软件模拟单级氨水吸收式制冷过程,得到相应的制冷系数和能耗;估算催化燃烧子系统所需的油气量;对于吸附子系统,只考虑吸附过程,进入吸附装置的油气全部得到回收。通过计算求得油气的回收率和系统的能耗。结果表明:采用该工艺系统回收油气时,回收率和能耗均随二级冷凝温度的升高而降低;相较于传统的"冷凝加吸附法"工艺,该工艺系统的能耗降低30%左右,回收率仅降低2%左右。     

新型排气净化催化剂—稀土钙钛矿型复合氧化物/合金蜂窝体

前言 在我国,工业尾气和汽车排气约占大气污染负荷的30％。这些污染物除一次直接危害人体和生态外(如多环芳烃致癌),还生成危害很大的二次污染物(如碳氢化合物和氮氧化物在阳光作用下发生的光化学烟雾)。始于1949年的催化净化工艺可以使排气中浓度较低或组分复杂而不能回收的有害成分:一氧化碳、碳氢化合物等转化为无害的二氧化碳和水汽。     

三效催化转化器催化剂硫中毒机理

在一种详细的表面反应机理中加入了包含贵金属催化剂与助催化剂的硫中毒基元反应,建立了新的三效催化转化器催化反应机理。利用该机理进行了稳态工况数值模拟,得到了各排气污染物起燃温度与转化效率随尾气中SO2浓度的变化情况。采用灰色关联分析了SO2浓度与各排气组分转化效率的关联度,结果表明,SO2浓度对C3H6与NOx转化效率影响最大。对三效催化转化器的催化剂活性设计具有重要的参考价值,并对其工况设计及优化提供了指导。     

钛基催化剂的制备及其催化氧化苯乙烯性能

采用溶胶凝胶法制备负载型催化剂MnOx/TiO2和V2O5/TiO2,对比选择MnOx/TiO2催化剂。考察了锰系催化剂的活性组分负载量、焙烧温度及Ce掺杂量对催化氧化苯乙烯的影响,并结合XRD、BET和SEM表征手段对催化剂进行微观分析。结果表明,MnOx/TiO2对苯乙烯有良好的催化活性,Mn与Ti的摩尔比为0.1,焙烧温度为500℃时,起燃温度T50仅为150℃,当反应温度为254℃时,苯乙烯去除率超过90%。当掺杂Ce后催化剂MnOx-CeO2/TiO2对苯乙烯催化燃烧的起燃温度和完全转化温度均有明显降低,催化剂表面燃烧物颗粒的粒径有所减小,分散均匀,更有利于苯乙烯的催化燃烧处理。     

催化湿式过氧化法处理蒽醌-2-磺酸钠废水

以过渡金属Cu为主活性组分,通过加入第2活性组分Mn和稀土元素Ce,研制出适用于催化湿式过氧化法(CWPO)处理含高浓度蒽醌-2-磺酸钠有机废水的复合催化剂。考察了活性组分配比对催化剂的催化活性和稳定性的影响,并利用SEM和XRD表征手段,研究了掺杂Ce对催化剂表面微观结构的影响。结果表明,当Cu、Mn和Ce的质量比为-时,催化剂的催化性能最佳,在100 min内,废水COD的去除率能达到95.3%;掺杂Ce能有效提高活性组分在催化剂表面的分散程度从而改善催化剂的催化活性,并能有效抑制Cu的溶出。通过LC-MS分析该催化剂催化氧化蒽醌-2-磺酸钠降解过程中的代谢产物,推断出了催化氧化降解蒽醌-2-磺酸钠的途径。     

双氧水催化氧化中Cu/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性研究

针对废水湿式双氧水催化氧化,采用浸渍法制备Cu催化剂,研究非均相Cu催化剂在常温常压湿式双氧水催化氧化中的稳定性与失活问题。研究表明,催化剂制备条件及催化氧化反应条件对催化剂中Cu2＋溶出均有影响。研究同时表明,催化剂失活与活性组分流失和活性组分被有机中间产物覆盖有关,高温焙烧可对催化剂再生。     

双氧水催化氧化中Cu/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性研究

针对废水湿式双氧水催化氧化,采用浸渍法制备Cu催化剂,研究非均相Cu催化剂在常温常压湿式双氧水催化氧化中的稳定性与失活问题。研究表明,催化剂制备条件及催化氧化反应条件对催化剂中Cu2＋溶出均有影响。研究同时表明,催化剂失活与活性组分流失和活性组分被有机中间产物覆盖有关,高温焙烧可对催化剂再生。     

CuO/γ-Al_2O_3的制备及其湿式催化氧化性能研究

针对常温常压的废水双氧水催化氧化,采用浸渍法制备CuO/γ-Al2O3催化剂,利用比表面积、XRD手段表征了制备工艺对催化剂的影响,以模拟苯酚废水为研究对象考察催化剂的催化性能.研究表明,焙烧温度和活性组分含量等显著影响催化剂的性能,催化剂对双氧水催化氧化苯酚溶液具有较高的催化活性.     

NiO-MgO复合金属氧化物催化分解N_2O

采用溶胶凝胶法制备了一系列不同Ni/Mg比的NiO-MgO复合氧化物催化剂,并考察了其N_2O催化分解性能。结果表明,NiO-MgO催化剂的N_2O催化分解活性明显优于单一NiO和MgO,当MgO含量为5%时,NiO-MgO复合金属氧化物上N_2O分解活性最佳。XRD、H2-TPR和XPS结果表明,Ni2+是催化分解N_2O的主要活性位点。Mg不作为活性组分,但可通过Ni、Mg之间强烈的相互作用提高催化剂氧化还原能力,进而促进N_2O的催化分解。此外,Mg的加入促进了催化剂中NiO的形成。     

CuO／y-Al2O3的制备及其湿式催化氧化性能研究

针对常温常压的废水双氧水催化氧化，采用浸渍法制备CuO／y-Al2O3催化剂，利用比表面积、XRD手段表征了制备工艺对催化剂的影响，以模拟苯酚废水为研究对象考察催化剂的催化性能。研究表明，焙烧温度和活性组分含量等显著影响催化剂的性能，催化剂对双氧水催化氧化苯酚溶液具有较高的催化活性。     

CeO2负载过渡金属催化氧化甲苯

采用浸渍法制备了一系列过渡金属/CeO_2催化剂,通过催化活性评价和催化表征等方法考察了过渡金属/CeO_2催化剂催化氧化甲苯的活性。研究表明:过渡金属/CeO_2催化剂活性为Mn/CeO_2Co/CeO_2Cr/CeO_2Fe/CeO_2CeO_2。Mn/CeO_2催化剂具有最低的起燃温度,甲苯转化率达到50%时的温度(T50)为180℃,其在215℃下甲苯的转化效率可稳定在80%。过渡金属/CeO_2催化剂的活性主要由过渡金属活性组分决定。Mn/CeO_2、Co/CeO_2、Cr/CeO_2和Fe/CeO_2催化剂中活性组分分别为Mn_3O_4、Co_3O_4、Cr_2O_3和Fe_2O_3,其中Mn_3O_4的催化活性最强,Co_3O_4次之。此外,催化剂活性与催化剂的物化结构及活性氧物种有一定的关系。Mn/CeO_2具有最大的比表面积、孔体积和Ce(Ⅳ)的3d94f2 O_2p4形式比例及合适的活性氧物种比值(晶格氧、表面氧摩尔比为3.8)。     

CuO/γ-Al2O3的制备及其湿式催化氧化性能研究

针对常温常压的废水双氧水催化氧化,采用浸渍法制备CuO/γ-Al₂O₃催化剂,利用比表面积、XRD手段表征了制备工艺对催化剂的影响,以模拟苯酚废水为研究对象考察催化剂的催化性能。研究表明,焙烧温度和活性组分含量等显著影响催化剂的性能,催化剂对双氧水催化氧化苯酚溶液具有较高的催化活性。     

TiO2纳米管阳极光电催化氧化次磷酸盐同时阴极回收金属铜

采用电化学阳极氧化法制备了高度有序阵列的二氧化钛(TiO2)纳米管电极,采用此电极作为光阳极在模拟太阳光(AM 1.5)照射下进行了光电催化氧化次磷酸盐且同时回收金属铜(Cu)的研究,比较了光电催化、电催化和光催化体系对次磷氧化和Cu回收效率的差异,详细探究了电压、初始pH、电解质种类对光电催化体系下次磷氧化和Cu回收...     

V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3催化臭氧化2,4-滴丙酸的氧化效能

为了提高有机物的臭氧化降解效率,工作中利用浸渍法制备了一种新型的三组分催化剂(记为V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3)。催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的实验结果表明,该催化剂能有效提高臭氧化的效率,体系可能遵循羟基自由基的作用机理。利用相对法计算结果表明,与单独臭氧化相比,V2O5-TiO2-AlF3/Al2O3催化臭氧化体系具有更大的Rct值。重复实验结果表明,该催化剂具有相对较好的稳定性。以上研究结果对推广催化臭氧化技术在实际废水处理中的应用具有重要的实际意义。     

催化湿式氧化农药废水及催化剂的研究

通过浸渍法制备了4种氧化物为主活性组分的负载固定型催化剂,用于过氧化氢催化湿式氧化(CWHPO)处理有机农药废水。用实验确定了催化湿式氧化的条件,不同催化剂处理效果的比较表明,四元组合MnO2CuOCeO2CoO催化剂性能较好,当反应在常温常压下,维持pH=7～9,反应时间为40min时,COD的去除率大于80%,色度去除率大于90%。     

锰铜复合催化剂常温催化氧化NO

采用浸渍法,以γA1₂O₃为载体制备了常温下对NO具有良好催化氧化活性的Mn-Cu复合催化剂。系统考察催化剂组分、焙烧温度等与催化剂性能的关系,结果显示200℃干燥所得催化剂的活性最好,催化剂15%Mn-24%Cu/Al₂O₃在常温下对NO的催化氧化效率达到50%以上。XRD分析表明,催化剂活性组分为Cu（OH）Cl,且随反应时间延长催化性能下降,其物相由Cu（OH）Cl转变为活性较低的Cu₂（OH）₃Cl相。     

预处理对CNTs低温催化氧化NH_3性能的影响

用浓酸混合液(浓H_2SO_4)和非热等离子体(NTP)对碳纳米管(CNTs)进行预处理,对比2种方法预处理的CNTs在负载不同活性组分时NH_3的催化氧化性能,实验结果表明,浓酸混合液预处理后的CNTs,负载不同单活性组份时,NH_3转化率均低于50%,产物中没有NO和NO_2。负载不同双活性组分时,5%Co-5%Zr/CNTs在200~225℃间,NH_3的转化效率达到55%。NTP预处理的CNTs催化剂NH_3的氧化性能高于浓酸混合液预处理的CNTs催化剂,在250℃时5%Cu/CNTs催化剂NH_3的转化率基本接近90%。而250℃时,5%Cu-5%Zr/CNTs催化剂NH_3转化率约为80%,NO的生成率约为75%,NO_2生成率约3%。     

过渡金属氧化物催化氧化NO实验研究

采用沉淀法制备出一系列过渡金属氧化物催化剂,在内径为10 mm的固定床反应器中考察其对低浓度NO的催化氧化活性,催化反应活性顺序为:MnCrCoCuFeZn,并考察了以锰为活性组分采用低温固相法、流变相法和浸渍法制备的催化剂催化氧化NO的活性。实验结果表明,采用流变相法和低温固相法制备的锰氧化物催化剂,在反应温度150℃,NO浓度为5×10-4,O2为3%,N2为平衡气,空速51 000 h-1条件下,NO转化率分别为65%和57%;采用浸渍法制备的Mn/TiO2-10%催化剂,在反应温度200℃,空速相同的条件下,NO转化率为47%。     

制备方法对Mn-Ce/TiO2催化剂低温选择性催化还原活性的影响

采用溶胶凝胶法、浸渍法以及两者相结合的方法制备了Mn-Ce/TiO2催化剂.运用XRD、BET和SEM等技术对催化剂进行了表征,发现溶胶凝胶法制备的Mn-Ce/TiO2催化剂为锐钛矿结构,具有较大的比表面积,中孔结构丰富,Mn、Ce活性组分在载体表面高度分散或形成了无定形结构.实验研究了催化剂对氨选择性催化还原NO反应的催化性能,结果表明,用溶胶凝胶法制备的Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝活性最好,当Mn、Ce负载量为20％,NH3/NO摩尔比为1.1,空速为9 436 h-1,烟气温度为240℃时,NO转化率大于90％.     

金属-酶制剂共催化对废次烟草制乙醇的影响

以金属催化剂Mn0.3Zn0.2Fe0.5和复配酶制备的金属-酶制剂共催化发酵废次烟草制乙醇为研究对象,运用FTIR、SEM和BET分析技术表征烟草催化发酵前后形貌及组分变化,通过计算乙醇得率,分析金属-酶制剂促进生物质糖化产乙醇的共催化能效。FTIR分析表明,ME共催化可促进烟草纤维组织中C—O和C—C键解裂,促使木质素中多环苯酚类聚合物降解,SEM表明金属-酶制剂对烟草组织结构的催化浊蚀现象更明显,BET表明植物组织被水解成更小粒径;2 g烟草在0.8 g ME共催化作用下,乙醇产率为91.2 mg·g~(-1),是同步发酵制乙醇的1.5~1.9倍,为非粮作物催化转化制乙醇提供理论依据与实验数据支撑。