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。     

漂珠负载Ce掺杂Bi_2O_3光催化剂的制备及其处理含油废水性能

以漂珠为载体制备了Ce掺杂Bi_2O_3可见光响应催化剂。采用XRD、FTIR、SEM和DRS等表征手段对制备的催化剂进行了结构和形貌研究。以4#燃料油配制模拟含油废水,研究了催化剂在可见光作用下的光催化性能。表征结果显示:Ce掺杂Bi_2O_3成功负载到漂珠载体上,以四方相β-Bi_2O_3、α-Bi_2O_3和Ce O_2的形式存在;与空白Bi_2O_3相比,Ce掺杂Bi_2O_3固有的边带吸收波长拓展至544 nm。实验结果表明,在500℃条件下焙烧3 h制备的催化剂光催化效率最高,光照70 min时,油去除率可达88%。     

O_3-Ca(OH)_2体系处理苯酚废水

研究了苯酚在新型臭氧氧化体系O_3-Ca(OH)_2体系中的降解与矿化效果。实验结果表明:苯酚及TOC的去除率都随着Ca(OH)_2用量(小于2 g/L)、进气臭氧质量浓度(小于75 mg/L)、进气流量(小于3.0 L/min)的增大以及初始苯酚质量浓度的减小而增加,但受反应压力和液相温度的影响较小;当Ca(OH)_2用量大于3 g/L时,苯酚和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右;Ca~(2+)的存在实现了羟基自由基清除剂CO_3~(2-)的实时分离去除,从而强化了臭氧氧化过程中苯酚的降解与矿化。这表明,O_3-Ca(OH)_2体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。     

纳米Al_2O_3固定化红平红球菌菌球的制备及其对苯酚的降解

以海藻酸铝为主要包埋材料、纳米Al_2O_3为添加剂,包埋固定红平红球菌,制得纳米Al_2O_3固定化红平红球菌菌球,并将其用于苯酚的降解。表征结果显示:菌球内部包含丰富的菌丝体;内部孔径以中孔居多。实验结果表明:菌球的最优制备方案为0.05 g纳米Al_2O_3加入3 m L海藻酸钠溶液中、海藻酸钠质量分数6%、微生物包埋量0.5 m L/m L(以海藻酸钠溶液计)、Al_2(SO_4)_3质量分数3%;在初始苯酚质量浓度为400 mg/L、反应时间为24h、菌球加入量为8 g/L、反应p H为8.0、反应温度为30℃的条件下,菌球首次使用时可使苯酚完全降解,使用5次后的苯酚降解率仍达93%以上,具有良好的循环使用性。     

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。     

TiO_2/SiO_2@γ-Fe_2O_3光催化剂的制备及其光催化性能

以共沉淀法制备的纳米Fe3O4为核,以正硅酸乙酯为硅源,通过溶胶-凝胶法制备了SiO2@Fe3O4壳-核结构纳米颗粒,再以钛酸四丁酯为钛源,通过溶胶-凝胶法、经焙烧制得TiO2/SiO2@γ-Fe2O3磁性纳米光催化剂。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、比表面分析仪、振动磁强计对光催化剂的结构进行了表征,以苯酚溶液为模拟废水对光催化剂的光催化性能进行了评价。实验结果表明:经500℃焙烧的光催化剂活性相为锐钛矿型TiO2;在苯酚溶液初始浓度为0.2mmol/L、苯酚溶液pH为7的条件下,COD去除率为70.9%。     

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。     

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。     

γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al_2O_3作为载体,先后负载CeO_2,MnC_2O_4,Fe(NO_3)_3,CrO_3,Ni(NO_3)_2,NH_4VO_3等多种金属组分制备γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂,并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示:Fe,Mn,Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N2选择性;γ-Al_2O_3对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明:各金属化合物的最佳加入量为w(MnC_2O_4·2H_2O)=2 0%,w(Fe(NO_3)_3·9H_2O)=1 5%,w(CrO_3)=10%,w(Ni(NO_3)_2·6H_2O)=5%,w(NH_4VO_3)=10%,w(CeO_2)=5%,w(γ-Al_2O_3)=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al_2O_3负载多金属复合物为催化剂,在脱硝反应温度为205℃的条件下,NO转化率为96.7%;γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂经5次重复使用,NO转化率仍可稳定在94%左右。     

石墨相氮化碳协同UV-H_2O_2光催化降解亚甲基蓝

以三聚氰胺为前驱体,经热解—回流法制备了石墨相氮化碳(g-C3N4),采用XRD、FTIR、SEM、EDS、PL等技术对g-C_3N_4进行了表征。研究了g-C_3N_4在UV-H_2O_2体系中对废水中亚甲基蓝(MB)的光降解效果。实验结果表明,UV+g-C_3N_4催化剂+H_2O_2体系能协同降解MB,在初始MB质量浓度为20 mg/L、初始废水p H为5、废水体积为250 mL、g-C_3N_4加入量为0.10 g、H_2O_2浓度为0.4 mmol/L、反应温度为25℃的优化工艺条件下,紫外光照射70 min时MB脱色率达98.32%。g-C_3N_4催化剂具有较好的重复使用性能,使用5次后MB脱色率仍保持在95.10%。     

Fe_2P_3-NM催化氧化CS_2的性能

采用催化氧化法治理含有机硫化物(以CS_2为例)的废气,研制了一种以天然丝光沸石为担体的非贵金属单组份Fe_2O_3催化剂。考察了Fe_2O_3催化剂的氧化活性及添加碱金属氧化物对它的影响,并通过对CS_2催化氧化反应途径的分析和考察,讨论了反应温度、空速、CS_2浓度对CS_2氧化效率的影响。     

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。     

α-Fe_2O_3/AC催化剂的制备及光Fenton反应降解双酚A

采用温和的无模板溶液反应合成了α-Fe_2O_3/AC复合催化剂,作为光Fenton降解双酚A反应的催化剂。通过XRD、SEM、FTIR、DRS、BET、XPS等方法对催化剂的形貌和理化特性进行了分析。结果表明:该催化剂晶型良好,为介孔材料,能够有效吸收和利用紫外光和可见光;该催化剂具有较高的催化活性,稳定性良好;在初始双酚A质量浓度为30 mg/L、溶液pH为4、H_2O_2加入量为320 mg/L、反应温度为40℃、催化剂加入量为1.33g/L的条件下,双酚A降解率可达91.4%。     

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%。     

TiO2-xNx光催化氧化苯甲酸的研究

采用悬浮态光催化反应体系,以氙灯为光源,自制纳米TiO2-xNx为催化剂,考察了苯甲酸光催化氧化过程中TiO2-xNx质量浓度、反应体系初始pH和苯甲酸初始质量浓度对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响。实验结果表明：最佳催化剂质量浓度为0．30g／L;TiO2-xNx的等电点为pH=5．3,在酸性条件下（pH=2．0）更有利于苯甲酸在催化剂表面的吸附,以及光生电子与O2反应生成·OH的进行;随苯甲酸初始质量浓度增加,TOC去除率降低,反应速率也相应地降低。TiO2-xNx比P25型TiO2表现出更强的浓度适应能力。     

Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC催化剂的制备及其对氨氧化反应的催化性能

分别以γ-Al_2O_3和活性炭(AC)为载体,采用浸渍法制备了Ru质量分数均为2.0%的Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC催化剂,并用X射线衍射仪和透射电子显微镜等方法对催化剂结构进行了表征.实验结果表明:Ru/AC中Ru沉积在AC表面,分散度较低;而Ru/γ-Al_2O_3中Ru进入到γ-Al_2O_3内部,形成了一种高度分散体系.Ru/γ-Al_2O_3对氨的催化活性高于Ru/AC,氨在Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC上的起活温度分别为200 ℃和266 ℃,T_(90)(氨去除率达90%时的反应温度)分别为267℃和320 ℃.随混合气体空速增大,Ru/γ-Al_2O_3催化剂的T_(90)逐渐升高,气体空速分别为3 600,4 800,5 400 h~(-1)时,T_(90)分别为235,266,303 ℃.随反应前混合气体中氨质量分数增加,氨的去除率降低.     

脱硝性能V2O5-WO3-CeO2/TiO2催化剂的制备及其

采用一步浸渍法和分步浸渍法分别制备了V_2O_5-WO_3-CeO_2/TiO_2催化剂,考查了其脱硝性能、抗SO_2中毒性能和脱硝活性稳定性,并通过SEM、EDS、XRD、激光拉曼等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明:分步浸渍法制备的催化剂的脱硝活性优于一步浸渍法,且抗SO_2中毒能力更强;在m(V_2O_5)∶m(WO_3)∶m(CeO_2)∶m(TiO_2)=1∶5∶10∶100时催化剂脱硝活性最佳,且具有良好的脱硝活性稳定性。表征结果显示,分步浸渍法与一步浸渍法制备的催化剂晶型结构相差不大,而分步浸渍法制备的催化剂颗粒粒径更小、更均匀,催化剂中Ce、O、V和W元素的含量更高。     

磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4的光催化活性

采用液相沉积法制备出了纳米SiO_2-Fe_3O_4复合粒子,并在其表面负载ZnO,得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4,并通过傅立叶红外光谱仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜等对光催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为目标降解物,研究了光催化剂在紫外光下的光催化活性.实验结果表明,在Fe_3O_4和ZnO之间包覆一层无定形SiO_2可使亚甲基蓝降解率由20.34%提高到94.52%,所制备的ZnO/SiO_2-Fe_3O_4在3次重复使用后仍能保持较好的光催化性能.     

尖晶石型铝酸盐光催化还原CO_2

采用有机物前驱法制备了3种尖晶石型铝酸盐催化剂(CoAl_2O_4,ZnAl_2O_4,CoAl_2O_4)。采用FTIR,XRD,UV-Vis DRS等技术对催化剂进行表征,并将催化剂应用于CO_2的光催化还原。表征结果显示:除CoAl_2O_4外,CoAl_2O_4和ZnAl_2O_4在煅烧时均直接形成尖晶石相;CoAl_2O_4,CoAl_2O_4,ZnAl_2O_4的平均粒径分别为25.21,21.35,23.26 nm,禁带宽度分别为1.77,1.45,3.82 eV。分别以煅烧温度为900℃、煅烧时间为4 h时制得的ZnAl_2O_4,CoAl_2O_4,CoAl_2O_4为催化剂,在催化剂加入量为1.5 g/L、CO_2流量为200 mL/min、反应温度为60℃的条件下光催化反应8 h,甲酸产生量分别为443.54,365.65,241.39μmol/g。     

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%.