活性炭复合材料负载催化剂催化臭氧氧化处理石化废水

采用催化臭氧氧化深度处理某石化厂炼油废水,制备了活性炭复合材料负载催化剂(Fe_2O_3/ACNT),与几种常见负载催化剂进行了物性和COD去除效果的对比,并对Fe_2O_3/ACNT的催化效果和稳定性进行了详细分析。结果表明:催化剂的催化臭氧氧化活性由高到低的顺序为Fe_2O_3/ACNTFe_2O_3/活性炭Fe_2O_3/Al2O3Fe_2O_3/陶粒;Fe_2O_3/ACNT催化剂具有较高的比表面积、孔体积、强度和吸水率,使COD去除率由单独臭氧氧化时的约20%提高到66.8%。在催化剂填充量200 m L、废水pH 7.6、臭氧投加量200 mg/L、体积空速1 h~(-1)的条件下运行30d,COD去除率平均达65.1%,出水COD均值为40.8 mg/L,最高值为44.3 mg/L,满足外排水COD小于50 mg/L的指标。催化剂稳定性良好,运行30 d活性未见明显降低,具有在环保领域应用的前景。     

Fe_3O_4-xTiO_2复合光催化剂的制备及其对染料废水的处理效果

采用共沉淀法制备了复合光催化剂Fe_3O_4-xTiO_2。运用XRD、SEM、TEM和UV-Vis DRS等技术对光催化剂进行了表征,并考察了其在太阳光下对茜素红模拟染料废水的光催化降解活性。实验结果表明,当TiO_2与Fe_3O_4的质量比为0.75、初始溶液p H为3.0时,茜素红去除率最高,光催化反应120 min后,茜素红去除率为100%。表征结果显示,Fe_3O_4-0.75TiO_2复合光催化剂不是核壳结构,而是Fe_3O_4和TiO_2的聚集体。Fe_3O_4-0.75TiO_2复合光催化剂重复使用5次后茜素红去除率几乎没有下降,活性稳定性极佳。     

Bi/Fe_3O_4催化NaBH_4还原水中对硝基苯酚

以磁性Fe_3O_4为载体负载Bi(NO_3)_3,再用NaBH_4还原Bi~(3+)制备了Bi/Fe_3O_4催化剂。采用XRD和紫外-可见光谱对催化剂进行表征。考察了Bi负载量、NaBH_4加入量和Bi/Fe_3O_4加入量对Bi/Fe_3O_4催化NaBH_4还原对硝基苯酚(4-NP)效果的影响。表征结果显示:当催化剂中Bi含量较少时,Bi分散良好;当Bi含量较多时,会形成纳米颗粒。实验结果表明:当反应温度为25℃,初始4-NP浓度为4.0 mmol/L时,在Bi负载量为5%(w)、Bi/Fe_3O_4催化剂加入量为500 mg/L,NaBH_4加入量为6.0 g/L的条件下,反应速率常数为0.581 min~(-1),4-NP的去除率为99.7%;Bi/Fe_3O_4催化剂稳定性好,重复使用15次后,活性基本不变。     

O_3-H_2O_2催化氧化技术深度处理石化含盐废水

采用O_3-H_2O_2-催化剂氧化体系对某石化企业含盐废水的二级生化出水进行处理,考察了不同反应体系下的反应时间、O_3流量、H_2O_2投加量对COD去除效果的影响。实验结果表明:O_3-H_2O_2-催化剂氧化体系对石化含盐废水的处理效果最好;在臭氧流量为40 m L/min、H_2O_2投加量为50 mg/L、催化剂投加量为300 g/L、反应时间为60 min的条件下,COD去除率为51.4%,出水COD为52.0 mg/L,达到GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的要求。     

超声波强化γ-Al_2O_3催化臭氧氧化法降解2,4-二硝基苯酚

采用超声波强化γ-Al_2O_3催化臭氧氧化法降解模拟废水中的2,4-二硝基苯酚,考察了超声波对降解反应的强化作用及γ-Al_2O_3加入量、臭氧流量、超声波功率等对2,4-二硝基苯酚降解的影响.实验结果表明:2,4-二硝基苯酚在超声波强化γ-Al_2O_3催化臭氧氧化作用下的降解过程符合一级表观动力学;在2,4-二硝基苯酚质量浓度为20.00 mg/L、γ-Al_2O_3催化剂加入量为1.5g/L、臭氧流量为61 mg/min、超声波功率为300 W、反应时间为60 min时,2,4-二硝基苯酚的降解率达96.4%.     

类过氧化物酶Fe-TAML催化H_2O_2脱除烟气中的单质汞

采用有机合成法制备了类过氧化物酶(Fe-TAML)催化剂。利用制备的Fe-TAML催化H_2O_2脱除烟气中的Hg~0,考察了影响Hg~0去除率的多种因素。实验结果表明:在Fe-TAML催化剂用量为0.08 g/L、H_2O_2浓度为0.035mol/L、溶液pH为9、反应温度为40℃、烟气中Hg~0质量浓度为101.00μg/m3的条件下,反应30 min的平均Hg~0去除率可达71.50%。以甲醇作为HO·的淬灭剂开展了淬灭实验,结合产物分析,推测了Hg~0的去除机理。     

仿酶型磁性Fe~0-Fe_3O_4复合催化剂的制备及其催化性能

采用原位氧化沉淀法制备出仿酶型磁性Fe0-Fe_3O_4复合催化剂,并将其作为非均相类Fenton催化剂用于溶液中对硝基苯酚的降解;采用SEM和XRD等技术对催化剂进行了表征。表征结果显示,Fe_3O_4与Fe0结合牢固,有利于Fe0的分散。实验结果表明:Fe0-Fe_3O_4对对硝基苯酚的降解为拟一级反应;在Fe0与Fe_3O_4的质量比为0.75、Fe0-Fe_3O_4投加量为1.2 g/L、初始H_2O_2浓度为10 mmol/L、初始溶液p H为3、反应温度为30℃的条件下反应90min,反应速率常数为0.067 min-1,COD去除率为77.28%,Fe溶出量为2.12 mg/L;在对硝基苯酚的降解过程中,pH先增大后减小,Fe溶出量先降低后升高;Fe0-Fe_3O_4是一种稳定的催化剂,可再生使用。     

响应曲面法优化H_2O_2催化氧化烟气脱硝工艺

研究了H_2O_2催化氧化烟气脱硝工艺中H_2O_2质量分数、催化剂浓度和溶液p H对脱硝率的影响,采用BoxBehnken响应曲面法优化了H_2O_2脱硝的工艺条件,得到了相应的数学模型,并进行了方差分析。结果表明,溶液p H、催化剂浓度、H_2O_2质量分数以及催化剂浓度和H_2O_2质量分数的一级交互作用对脱硝率的影响很显著,模型的决定系数为0.995 3,说明模型拟合效果很好。经模型优化分析的最优工艺条件为H_2O_2质量分数0.2%,催化剂浓度0.94 mmol/L,溶液pH 11.0,在此条件下处理进口流量3.5 L/min、NO体积分数2×10~(-4)、O_2体积分数10%、N_2体积分数90%的烟气,液气比为8 L/m~3,脱硝率达97%。     

层状氧化物NaCo_2O_4热催化H_2O_2降解亚甲基蓝

采用固相烧结法制备了NaCo_2O_4催化剂,构建了NaCo_2O_4-H_2O_2热催化体系降解亚甲基蓝(MB)。XRD和SEM表征结果显示,合成的NaCo_2O_4催化剂具有良好的稳定性。NaCo_2O_4对H_2O_2具有良好的热催化性能,反应温度越高,反应速率常数k越大,该催化反应符合一级动力学方程。NaCo_2O_4-H_2O_2体系对MB具有较好的降解效果,在反应温度为50℃、NaCo_2O_4加入量为50 mg、MB溶液加入量为100 mL、MB初始质量浓度为30 mg/L、H_2O_2加入量为1.00 mL的最优条件下,反应340 min时,MB降解率达87.00%;催化剂重复使用三次,MB降解率仍可达85%以上;经捕获剂效果对比实验发现,催化反应体系中存在h~+、·OH等催化活性物种。     

Fe_3O_4@SiO_2复合气凝胶的制备及其对刚果红的吸附

以Fe Cl_3·6H_2O和正硅酸四乙酯为原料,通过溶胶-凝胶法结合醇溶剂热法制备了Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶。采用XRD,FTIR,SEM,EDS等技术对Fe_3O_4@Si O_2的结构进行了表征。考察了Fe_3O_4@Si O_2对刚果红溶液的吸附性能。表征结果显示,Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶是由直径为10~20 nm的近球形颗粒组装而成的具有三维网络结构的纳米材料,比表面积为457.93 m~2/g,平均孔径为10.7 nm。在溶液p H为5、吸附时间为35 min的最佳工艺条件下,采用Fe_3O_4@Si O_2吸附处理质量浓度为10 mg/L的刚果红溶液,刚果红去除率为99.39%,此时溶液中刚果红的质量浓度仅为0.052 mg/L。Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶吸附刚果红后具有较好的解吸和再生能力。     

复合磁性光催化剂Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6的制备及其光催化性能

以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4为磁基体,制备了Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合磁性光催化剂。分别采用XRD、SEM、EDS和PL光谱技术对光催化剂进行了表征。利用氙灯为光源,以环丙沙星为目标污染物,考察了光催化剂对环丙沙星的降解性能。表征结果显示:复合磁性光催化剂中Bi_2WO_6晶相含量高,且结晶度大;Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4与Bi_2WO_6的质量比为1∶8时,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁基体与Bi_2WO_6基本复合(该复合磁性光催化剂以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)表示);Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合光催化剂光生空穴和电子复合几率低,具有较好的光催化性能。实验结果表明,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)具有较高的光催化活性,光催化反应140 min后对环丙沙星的降解率达82.39%,且具有良好的磁性能,易实现固液分离,便于回收再利用。     

纳米MnO_2/Fe_3O_4对镉离子的静态吸附

采用水热合成法将Mn O_2包覆于纳米Fe_3O_4的表面,制备出纳米Mn O_2/Fe_3O_4,并将其用于含镉溶液的吸附。考察了吸附效果的影响因素,并研究了纳米Mn O_2/Fe_3O_4的重复使用性能。实验结果表明:在初始镉离子质量浓度为10 mg/L、吸附剂投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为12 h的条件下,镉离子去除率由使用纳米Fe_3O_4时的3%增至使用纳米Mn O_2/Fe_3O_4时的96%;在初始镉离子质量浓度为50 mg/L、纳米Mn O_2/Fe_3O_4投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为1 h的条件下,镉离子去除率达78%,吸附量为9.7 mg/g;经5次重复使用后,纳米Mn O_2/Fe_3O_4对镉离子的去除率仅比首次使用时降低了10百分点,具有良好的重复使用性能。     

催化氧化法处理氯甲烷废气

用催化氧化法处理氯甲烷废气,考察了各种因素对催化氧化处理效果的影响。实验结果表明：在反应温度为350℃、空速为4800h^-1、空气与氯甲烷废气的体积比为15的条件下,氯甲烷转化率和总烃转化率均大于99％,催化氧化过程中基本不产生光气;催化氧化反应后尾气中的HCl用NaOH溶液作吸收剂的吸收效果较好;γ—Al2O3为载体的催化剂活性基本稳定。     

含铁矿物与UV联合催化H2O2深度处理印染废水

分别以天然含铁矿物黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿为催化剂,构建了UV-异相类Fenton体系处理实际印染废水生化出水,确定了最优反应条件,并对反应机理进行了初步探讨。实验结果表明:最佳条件下,以黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿为催化剂的3种异相UV-类Fenton体系对废水的COD去除率分别可达58.83%、57.41%和60.57%,UV254去除率均大于94%;3种天然矿物在重复使用5次后对废水COD的去除率仍保持在50%以上,光催化活性稳定;该体系产生·OH的途径主要有催化剂表面的Fe(Ⅱ)催化H_2O_2分解、H_2O_2光解、溶出的Fe~(2+)催化H_2O_2分解3种,以前两种方式为主。     

SiO_2-NH_2/Fe_3O_4的制备及制药废水的深度处理

以溶剂热法制备Fe_3O_4磁性粒子,通过改良的St?ber法在其上包覆Si O_2,并用3-氨丙基三乙氧基硅烷对表面进行氨基修饰,制得Si O_2-NH_2/Fe_3O_4磁性复合材料,并将其用于制药废水二级出水的吸附处理(吸附剂投加量1 g/L、吸附时间120 min)。表征结果显示:Si O_2-NH_2/Fe_3O_4为粒径(510.0±3.6)nm的球形粒子。实验结果表明:在废水p H为5时,Si O_2-NH_2/Fe_3O_4对TOC、蛋白质、腐殖酸的吸附效果最佳,三者的去除率分别达44.14%,35.58%,33.07%,与Fe_3O_4相比分别提高了25.27,21.76,21.05百分点;废水p H为6时,Si O_2-NH_2/Fe_3O_4对多糖和色度的去除效果最佳,二者的去除率分别达26.03%和62.94%,与Fe_3O_4的最高去除率(p H=5时)相比分别提高了17.84百分点和22.45百分点;Si O_2-NH_2/Fe_3O_4重复使用4次,TOC和色度去除率均达初次使用时的87%以上。     

Fe-Ce/ZSM-5复合催化剂的制备及其催化性能

采用浸渍法制备了Fe-Ce/ZSM-5复合催化剂,并将其用于甲基橙的催化降解。利用单因素实验考察了溶液pH、初始甲基橙质量浓度、催化剂加入量、初始H_2O_2浓度及反应温度对准一级动力学方程反应动力学常数的影响,对催化剂的稳定性进行了测试,并探讨了甲基橙的催化降解机理。实验结果表明:在溶液pH 5.0、初始甲基橙质量浓度100 mg/L、催化剂加入量1.0 g/L、初始H_2O_2浓度20 mmol/L、反应温度20℃的优化条件下反应60min,反应动力学常数高达0.034 min~(-1),甲基橙降解率高达87%,铁离子流失量仅为0.019 mg/L;催化剂重复使用3次后,甲基橙降解率仍高于80%,保持了较高活性。     

MCM-41分子筛负载铁铈催化降解甲基橙

采用等体积浸渍法制备了负载型有序介孔Fe-Ce/MCM-41催化剂。研究了该催化剂降解甲基橙的适宜工艺条件,并采用XPS,XRD,TEM技术对该催化剂进行了表征。实验结果表明,该催化剂Fenton氧化降解甲基橙的较适宜工艺条件为:溶液pH 5.0、甲基橙溶液初始质量浓度100 mg/L、催化剂加入量2.0 g/L、H_2O_2浓度20 mmol/L,在此适宜条件下反应120 min时,甲基橙去除率接近100%。表征结果显示:Fe-Ce/MCM-41催化剂主要由铁、铈、氧、碳4种元素组成;铁与铈的摩尔比接近3∶1;铁和铈主要以Fe_3O_4和CeO_2的形态存在于催化剂表面。     

Ni,Co掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝活性的影响

以Ti O_2为载体,采用浸渍法制备Ni或Co掺杂的Mn-Ce/Ti O_2催化剂,用于烟气的选择性催化还原法低温脱硝。考察Ni或Co的掺加对Mn-Ce/Ti O_2催化剂活性的影响,并对各催化剂进行了BET,XRD,H_2-TPR,XPS表征。实验结果表明:在NO,NH_3,O_2的体积分数分别为6×10~(-4),6×10~(-4),6×10~(-2),空速为16 000 h~(-1)的条件下,Mn-Ce/Ti O_2、Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2和Mn-Ce-Co_(0.2)/Ti O_2催化剂的NO去除率在120℃时分别为38%,68%,74%,在150℃时分别为64%,92%,近100%,这表明掺加Ni或Co后Mn-Ce/Ti O_2催化剂的脱硝活性明显提高;在进气中加入体积分数为1×10~(-4)的SO_2后,Mn-Ce/Ti O_2催化剂的NO去除率在300 min内从98.2%下降至57.2%,而Mn-CeCo_(0.2)/Ti O_2和Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2催化剂的NO去除率分别为73.9%和69.8%,这表明Ni或Co的掺加有助于提高催化剂的抗硫性能。表征结果表明:Ni或Co的掺加基本不影响Mn和Ce在载体Ti O_2上的分散;Ce元素以Ce~(3+)和Ce~(4+)价态存在,且主要为Ce~(4+);催化剂的比表面积变化不大;Mn O_x与Ce O_x的结晶度降低,催化剂的氧化还原能力增强。     

活性炭负载铈催化剂的制备及其催化性能

采用浸渍法以活性炭(AC)为载体负载CeO2制备了Ce/AC催化剂,考察了AC材质和Ce负载量(Ce与AC的质量比,下同)对Ce/AC催化剂催化臭氧氧化邻苯二甲酸二甲酯(DMP)效果的影响.实验结果表明,以椰壳AC为载体的催化剂催化性能好,Ce的最佳负载量为0.2%.Ce/AC催化剂催化臭氧氧化DMP 60 min后,DMP去除率达99%,TOC去除率达68%;Ce/AC催化剂催化臭氧氧化对氯苯甲酸(P-CBA)60 min后,P-CBA去除率达94%,TOC去除率达64%,均明显好于以AC为催化剂催化臭氧氧化和单独臭氧氧化效果.吸附动态实验结果表明,Ce/AC催化剂具有较好的稳定性,反应780 min后DMP去除率稳定在71%左右.     

CeO_2/三维石墨烯催化臭氧氧化降解刚果红

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型CeO_2催化剂(CeO_2/3D GN),采用XRD、FTIR、SEM、比表面积和零电荷点测定等方法对其进行了表征,并考察了CeO_2/3D GN非均相催化臭氧氧化降解水中刚果红染料的影响因素。表征结果显示:CeO_2/3D GN具有相互连通的三维网络结构;CeO_2纳米颗粒均匀地分散在石墨烯片层中;比表面积为190.89 m~2/g;零电荷点pH_(zpc)为7.36。实验结果表明:CeO_2/3D GN非均相催化臭氧氧化体系比单独臭氧氧化体系对刚果红溶液的脱色率提高了60.56百分点;连续5次重复利用CeO_2/3D GN,刚果红溶液脱色率为96.50%~98.00%;在臭氧流量为20 mg/min、催化剂投加量为1.5 g/L、初始溶液pH为7.00的最佳工艺条件下反应15 min,刚果红溶液脱色率可高达94.65%。