负载型金属氧化物催化剂分解臭氧的研究

用浸渍法制备了活性炭、γ-氧化铝和分子筛负载的MnO2,CuO,Fe2O3催化剂,并考察了它们对臭氧分解的催化性能。结果表明,MnO2催化剂优于CuO,Fe2O3,催化剂,活性炭为载体的催化剂优于γ-氧化铝和分子筛为载体的催化剂。温度对臭氧催化分解影响很大,在90℃时,MnO2／AC催化剂对臭氧的去除率可达80％以上。当存在一定浓度的水蒸气时,湿度越大,催化性能越差。当臭氧初始质量浓度低于50mg／L时,随着臭氧初始浓度的增加,催化性能有一定的下降。     

活性炭催化氧化烟气中SO_2的研究

为了有针对性地寻找有实际应用价值的炭系脱硫剂 ,以活性炭为研究对象 ,较深入地研究了影响其脱硫性能的因素。通过对活性炭脱除烟气中SO2 的实验研究 ,得出了活性炭脱硫效果的关键是活性炭的催化活性 ,在催化活性一定的条件下 ,O2 浓度、水蒸汽浓度、炭床层温度等影响脱硫效率的结果。并由此得出寻找具有较高催化活性的炭系脱硫剂 ,是保证脱硫效率 ,使炭系脱硫剂得以推广应用的关键的结论     

催化湿式氧化工艺中负载型催化剂的研制

研究了过渡金属氧化物和稀土金属氧化物对乳化液废水催化湿式氧化工艺中的催化活性，得出：CuO的活性高于MnO2,Co3O4未表现出催化活性。CeO2、Nd2O3、Sm2O3均表现一定活性：制备了CuO／γAl2O3，Mn／γAl2O3负载型催化剂及其复合负载型催化剂，并对它们各自的催化活性和稳定性进行了研究。发现：Cu／γAl2O3负载型催化剂用于乳化液废水处理，200℃反应2h，CODCr去除率为88．4％，达到均相催化效果，比非催化提高13.0％，Mn／γAl2O3表现出负催化作用．复合负载型催化剂的活性低于Cu／γAl2O3。     

V2O5/AC催化剂脱除烟气中SO2的微观动力学研究

利用热重分析仪对V2O3/AC脱除SO2的微观动力学进行了研究,考察了催化剂V2O5的含量[w(V2O5)]、反应物SO2和H2O的浓度[ψ(SO2)和ψ(H2O)]及反应温度对催化剂增重分率的影响,并采用微孔填充模型描述V2O5/AC的脱硫行为.模型研究表明:V2O5/AC脱除SO2反应速率由吸附-催化剂表面化学反应控制,SO2和H2O的吸附可用Langmuir-Hinshelwood模型分析.将活性组分表面分率和V2O5/AC的微孔孔容随反应的变化用参数n表示,n类似于反应级数,以表示二者对反应的影响程度.     

V_2O_5/TiO_2催化剂用于烟气同时脱硫脱硝的研究

研究了用V2O5/TiO2催化剂同时脱除烟气中的SO2和NO,考察了H2还原温度及其它反应条件对SO2和NO脱除率的影响。结果表明,经H2还原后所制得的V2O5/TiO2催化剂可以提高脱硫脱硝活性,最佳还原温度为700℃;在450～500℃的烟气温度范围内,该催化剂有较佳的脱硫脱硝活性;在相同反应温度下,空速越大,SO2和NO的脱除率越低;烟气中的氧气可大大提高V2O5/TiO2的脱硫脱硝活性,且氧气体积含量在5%～10%范围内变化时,对SO2和NO脱除率的影响较小。     

过渡金属共混制备核桃壳活性炭的脱硫性能研究

以核桃壳炭化料为原料,Ni2O3、Co2O3和CuO分别为改性组分,采用共混法制备了一系列新型柱状活性炭,并用模拟烟气在多路固定床微反应器上进行脱硫性能实验。研究结果表明:3种金属改性的活性炭均具有较好的脱硫性能,对Ni改性的及Cu改性的活性炭而言,最佳改性比例为2%,其穿透硫容分别为150.3 mg/g和175.0 mg/g,比未进行金属改性的空白活性炭(AC-0)分别提高了15.4%和34.6%;而Co的最佳改性比例为5%,其对应的穿透硫容为160.5 mg/g,比AC-0提高了23.1%。在相同改性比例2%下,以Ni、Co和Cu此3种单金属改性的活性炭脱硫性能的优劣顺序依次为:AC-Cu>AC-Ni>AC-Co,最大的穿透硫容和时间分别达到了175.0 mg/g和21.6 h。综合脱硫效率和经济性等多方面考虑,以Cu作为改性金属、CuO作为改性剂改性核桃壳活性炭脱硫具有很大的优势。     

微波诱导金属氧化物去除模拟污染土壤中的PCB77

采用硅藻土模拟实际土壤,选用纳米金属氧化物为催化剂,在密封体系中研究了微波诱导催化反应对PCB77污染土壤的修复效果,考察了微波辐射时间、不同纳米金属氧化物、酸的浓度和类型、MnO2添加量对PCB77去除效果的影响.结果表明,与无微波辐射的对照相比,微波诱导催化反应1 min后PCB77的去除率提高了1倍.仅微波辐射条件下,PCB77的去除率随着辐射时间的增加而提高,10 min趋于平衡.此时,在加入8 mol/L H2SO4体系中PCB77可去除50%;在加入水的体系中,去除率约为20%;而在加入10 mol/L NaOH或无水体系中去除率几乎为0.微波诱导MnO2催化去除PCB77的效果最好,反应1 min去除率高达90%以上,而Fe2O3、CuO和Al2O3的催化去除效果较差.在微波诱导MnO2催化条件下,随着H2SO4溶液浓度从1mol/L增加到8 mol/L,PCB77的去除率从37.0%增加到98.5%,且H2SO4溶液主要是起酸化作用.此外,添加0.01、0.03和0.05g MnO2对PCB77催化去除效果基本相同.     

CuO/ZSM-5系列催化剂的脱硫脱硝性能研究

采用浸渍法制备了不同质量分数的催化剂x％ CuO/ZSM-5 (x =2、4、6、8、10、12、50),并考察了其在CH4为还原剂条件下的脱硫脱硝性能.同时,采用X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜与能谱分析(SEM-EDS)等测试手段对催化剂进行表征.实验结果表明:10％ CuO/ZSM-5催化剂的活性组分具有较好的晶型结构,且高度分散在ZSM-5骨架中.在CH4+NO+ SO2反应中,10％ CuO/ZSM-5催化剂具有最好的脱硫脱硝活性,最高脱硫率和脱硝率分别为97.4％和94.6％.     

生物炭对华北农田土壤N2O通量及相关功能基因丰度的影响

为了探寻施用生物炭对农田土壤氧化亚氮(N_2O)的减排效果和机制,于2015年3月27日至6月5日,利用盆栽实验研究了施用生物炭(CK,C1:5%,C2:10%,C3:15%,C4:30%)(质量分数)对华北农田土壤N_2O通量、氨单加氧酶(amo A)、亚硝酸盐还原酶(nir S、nir K)以及氧化亚氮还原酶(nos Z)基因丰度的影响.结果表明:(1)施用低量生物炭(5%)能够促进N_2O排放,施用中、高量生物炭可以起到抑制N_2O排放的效果,且生物炭用量为15%时减排效果最佳.(2)实验初期,施用生物炭对土壤硝化反硝化基因丰度影响较大,AOA和nir S基因丰度与生物炭施用量呈极显著正相关关系,nir K基因丰度与生物炭施用量呈显著正相关关系,AOB和nos Z基因丰度与生物炭施用量呈显著负相关关系;实验末期,AOA丰度与生物炭施用量表现为显著负相关关系,AOB丰度与生物炭施用量表现为显著正相关关系.(3)实验初期,N_2O排放通量与AOA、nir S基因呈现极显著的负相关关系,说明在土壤含水量较高的条件下,N_2O的产生受AOA、nir S基因丰度控制调节;实验末期,N_2O排放通量与nos Z基因呈现极显著正相关关系,说明在土壤含水量较低的条件下,N_2O的产生受nos Z基因丰度控制调节.本研究结果表明施用生物炭能够增加硝化反硝化功能基因丰度,并降低N_2O的排放,为华北农田合理施用生物炭提供了一定的理论依据.     

超声波/H2O2/CuO协同氧化降解苯酚

以CuO为催化剂,利用超声波(US)、H2O2及US/H2O2降解苯酚模拟废水,考察了多种因素的影响,并对其降解动力学进行了分析.结果表明,CuO催化作用明显;H2O2投加量的增加对降解反应先促进后抑制;溶液pH值先升高后降低,当溶液初始pH值为5.50时,苯酚的降解效果最好.在溶液初始pH值为5.50,CuO加入量为1mg/mL,H2O2投加量为40mmol/L时,US/H2O2/CuO降解苯酚的速率常数(k)为3.04(10-2min-1,明显大于US、US/H2O2、H2O2/CuO处理下的k值(5.25(10-4,2.31(10-3,2.31(10-2min-1),降解过程均符合表观一级反应动力学.     

金属氧化物组合改性活性焦脱硝性能的研究

采用浸渍法改性活性焦,实验分析了不同氧化物组合对活性焦改性后的脱硝性能影响。在实验中,用于改性的氧化物分三组:CuO和Fe2O3,CuO和CeO2,CuO和Cr2O3。结果表明:金属氧化物组合改性活性焦的脱硝性能明显高于单一氧化物改性活性焦。在150℃反应温度下,CuO和Fe2O3组合改性活性焦脱硝率为96%。     

活性焦负载MnO2对气态Hg0的吸附脱除研究

研究了活性焦(AC)及负载MnO2的活性焦(MnO2/AC)对气态Hg0的吸附脱除,发现负载MnO2到AC明显提高了其对Hg0的吸附脱除能力.考察了MnO2负载量、温度、Hg0浓度和烟气成分等对MnO2/AC吸附脱除Hg0的影响.结果表明,MnO2/AC对Hg0的吸附脱除能力随MnO2负载量的增加而增强;在120～200℃的温度范围内,随着温度升高,MnO2/AC对Hg0的吸附脱除能力增强;O2和HCl对MnO2/AC吸附脱除Hg0具有促进作用,而SO2和H2O具有抑制作用.SEM-EDX和逐级化学提取结果证实,MnO2将Hg0催化氧化为HgO并吸附在AC上,这是MnO2/AC具有较高的吸附脱除Hg0能力的原因.     

各种金属氧化物高温脱硫性能比较

本文对各种金属氧化物（如Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＳｎＯ２、ＣａＯ、ＭｎＯ２）的高温脱硫性能进行了较系统的考察，对其硫容、脱硫精度等进行了分析，ＣｕＯ有较高的脱硫精度，而Ｆｅ２Ｏ３和ＭｎＯ２有较大的硫容，最后对脱硫剂的研究方向进行了探讨。     

V_2O_5/ACF低温选择性催化还原烟气中NO的研究

文章对V2O5/ACF(活性炭纤维)进行低温选择性催化还原(SCR)NO的影响研究。实验表明:ACF用硝酸处理形成ACFN,然后采用等体积浸渍法制备V2O5/ACFN催化剂,NO脱除率明显增加。同时研究了V2O5负载量、反应温度、NH3初始浓度、NO初始浓度、O2含量等因素对NO脱除效率的影响,发现V2O5/ACFN在180℃低温时,在NH3/NO为1.1、NO初始体积分数1000×10-6和O2体积分数5%时NO脱除效率较高。     

活性炭负载二氧化锰的制备及其对罗丹明B吸附效能

采用颗粒活性炭(GAC)以共沉淀和热分解法制备了改性活性炭(MnO_2-AC),并采用SEM、XRD表征手段对改性前后活性炭进行微观分析;进而研究了GAC和MnO_2-AC随染料初始浓度、活性碳投加量、温度、吸附时间变化对染料废水罗丹明B的吸附效果影响。结果表明:GAC经改性后,活性炭表面变得粗糙,并有MnO_2产生。在MnO_2-AC投加量为0.2 g,罗丹明B浓度为100 mg/L,温度为25℃条件下反应12 h,其吸附量达到36.80 mg/g。另外,MnO_2-AC对罗丹明B的吸附过程符合Langmuir等温模型,并遵循准二级动力学模型。     

Effect of oxidation treatment on the adsorption and the stability of mercury on activated carbon

Oxidation treatment on the adsorption and the stability of Hg on activated carbon （AC） was inrestigated. Both MnO2-AC and FeCl3-AC were produced during oxidation treatment. The measurement of modified AC＇s mercury adsorption capacity was conducted in a simulated coal-fired flue gas by adsorbing test apparatus. TCLP and column leaching methods were used to test the stability of mercury adsorbed on ACs. The results indicate that the oxidation treatment changed the pore structure of the AC and modified the carbon surface by creating chemical components such as MnO4^-, Mn^4＋, O, NO^3-, Fe^3＋, Cl^-, etc. The Hg sorption capacity on MnO2-AC or FeCl3-AC was about three times higher than that of untreated carbon. In addition, the mercury control cost of each of the formers was about the half cost of the untreated carbon. The stability of Hg absorption was studied, it found that mercury adsorbed on the oxidation treated AC was not better than that of untreated carbon. It could concluded that the insoluble form of Hg is very important to the stability of mercury adsorbed on AC. This study suggests that the FeCl3-AC is the best absorbent for Hg with high adsorption capacity, better Hg adsorption stability in leaching environment, and lower cost among the three ACs tested.     

催化臭氧化降解磺基水杨酸

选用3种固体催化剂催化臭氧化降解磺基水杨酸.结果表明,MnO₂和V₂O₅催化活性并不明显,而自制的钒氧化物(VO)催化剂具有较好的催化臭氧化性能.在本实验条件下与单独臭氧化相比,30min后VO/O₃体系的COD和TOC去除率由原来的58%和25%提高到86%和61%.VO催化剂的作用机理是催化臭氧分解产生了高活性氧化剂(如羟基自由基等).     

微波对γ-Al_2O_3膜/污泥活性炭组成与孔结构的影响

将制得的污泥活性炭浸于[AlO(OH)]透明溶胶中,再干燥,最后经微波处理得到γ-Al2O3膜/污泥活性炭。研究微波处理工艺对γ-Al2O3膜/污泥活性炭组成与孔结构的影响。分别用X射线衍射、扫描电镜、红外光谱及孔径分布分析了γ-Al2O3膜/污泥活性炭的组成和孔结构。结果表明:增大微波功率γ-Al2O3膜/污泥活性炭的晶相由γ-Al2O3膜相和污泥活性炭相组成,辐照时间过长不利于形成γ-Al2O3相和污泥活性炭相。随着微波功率的增大,形成了附着于污泥活性炭孔内的多孔膜;γ-Al2O3膜/污泥活性炭的孔径呈双峰分布,峰明显变窄,但是随着辐照时间的过长,孔径分布向大孔移动,整个双峰变宽。因而,微波可以辅助物理活化法制备γ-Al2O3膜/污泥活性炭。     

氧化铜纳米颗粒对水稻幼苗根系代谢毒性的研究

为阐明氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)暴露对植物生长的影响,分别用CuO NPs悬浮液、氧化铜大颗粒(CuO BPs)悬浮液和硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶液进行处理,以蒸馏水(d H2O)作为对照,水培水稻幼苗,研究了CuO NPs对水稻幼苗根系相关生理生化行为的影响.结果表明,不同处理对水稻幼苗根系的影响有很大差异,经CuO NPs悬浮液处理后,水稻幼根受损较严重,根系活力明显降低,根内丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含量显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性明显增强.不同处理对水稻幼苗根的影响依次为:CuO NPs>CuSO4·5H2O>CuO BPs>d H2O.说明氧化铜纳米颗粒对水稻根的毒害作用不仅是由于释放离子引起的,纳米颗粒本身也起着重要作用,氧化损伤可能是CuO NPs的主要致毒机制之一.