Decomposition of hexachlorobenzene over Al2O3 supported metal oxide catalysts

Decomposition of hexachlorobenzene (HCB) was investigated over several metal oxides (i.e., MgO, CaO, BaO, La₂O₃, CeO₂, MnO₂, Fe₂O₃, and Co₃O₄) supported on Al₂O₃, which was achieved in closed system at a temperature of 300°C. Catalysts were prepared by incipient wetness impregnation with different metal oxides loading and impregnating solvents. The decomposition efficiency of different catalysts for this reaction depends on the nature of the metal oxide used, and Al₂O₃ supported La₂O₃ was found to be the most active one. Pentachlorobenzene (PeCB), and all tetrachlorobenzene (TeCB), trichlorobenzene (TrCB), and dichlorobenzene (DCB) isomers were detected after the decomposition reaction, indicating that the decomposition was mainly a dechlorination process. The detection of all lower chlorinated benzenes suggested the complexity of decomposition and the presence of more than one dechlorination pathway.     

金属氧化物降解六氯苯的活性比较及催化机理研究

以氧化铝(α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3)、氧化钙(CaO)、过渡金属氧化物(Mn O_2、α-Fe_2O_3、γ-Fe_2O_3、Ni_2O_3、CuO)为催化剂,考察了催化剂种类、添加比例等因素对六氯苯(Hexachlorobenzene,HCB)降解效果和产物组分的影响.结果表明,催化效果随催化剂添加比例的提高显著增加.在反应温度为350℃,反应时间1 h,金属氧化物添加比例为100∶1的条件下,碱土金属氧化物CaO及过渡金属氧化物中的α-Fe_2O_3和Ni_2O_3降解活性较好,这3种氧化物对HCB的降解率分别达到65.5%、100.0%和100.0%,脱氯率D_1分别为54.4%、81.9%和77.5%.HCB降解有机产物分析结果显示,8种金属氧化物与HCB样品反应产物中均存在低氯代苯,在α-Fe_2O_3和Ni_2O_3的催化作用下有2~4氯代低氯苯检出,说明在降解过程中存在明显的逐级脱氯/加氢反应;与CaO反应后的产物中低氯代苯较少,经拉曼光谱定性分析,有无序碳的检出,说明除了脱氯/加氢还存在脱氯缩合反应.     

基于零价铁的双金属体系对六氯苯还原脱氯研究

利用Ag、Pb和Cu作为催化金属与微米级铁粉制成不同的双金属体系还原脱氯六氯苯(hexachlorobenzene,HCB),探讨不同催化金属种类、不同双金属添加量以及不同离子强度3种因素对HCB脱氯效率的影响,并剖析双金属催化条件下HCB的脱氯规律.结果表明,微米级铁粉对HCB几乎无还原脱氯效果,添加Ag、Pb和Cu对HCB均具有良好的催化脱氯能力,当Ag/Fe、Pb/Fe和Cu/Fe的最佳比例分别为0.2%、0.5%和1%时,反应2 h后HCB的脱氯率分别达到93.5%、88.5%和49.6%;同时,由于催化金属均匀附着在零价铁表面可以形成更多的微型原电池,故增加双金属投加量可有效提高HCB脱氯速率,0.1 g Pb/Fe对HCB脱氯率为38.3%,而0.8 g Pb/Fe对HCB脱氯率可达到88.6%;另外,离子强度增大对HCB的脱氯也有一定促进作用,在Na2SO4浓度分别为0、0.05和0.5 mol·L-1的3个反应器中,反应2 h后HCB脱氯率分别达到93.5%、98.0%和98.9%.     

六氯苯碱催化分解脱氯效果及影响因素研究

采用自主设计开发的碱催化设备研究了碱催化分解技术(BCD)对六氯苯(HCB)脱氯的效果.考察了反应温度、氢氧化钠投加比例以及不同催化剂对六氯苯去除效率、脱氯效率以及中间代谢产物的影响.提高反应温度和氢氧化钠投加比例能够有效提高六氯苯的脱氯解毒效率,当六氯苯与氢氧化钠投加质量比为1:5时,在360℃下反应4h后,六氯苯的去除率为99.97%,脱氯效率达到91.08%.还原铁粉作为催化剂时,在330℃反应1h后,能够将六氯苯的脱氯效率由38.99%提高至77.51%.     

铁氧化物与丙酸对土壤中六氯苯厌氧降解影响

采用红壤性水稻土进行厌氧培养试验,设定灭菌对照、对照、丙酸、针铁矿、丙酸+针铁矿5个处理,分析铁氧化物、丙酸及其交互作用对土壤中六氯苯还原脱氯过程的影响及其反应机制.结果表明,培养40d后,5个处理的土壤中六氯苯可提取态残留量分别减少了26.9%、48.5%、63.4%、56.9%和72.9%;六氯苯还原脱氯主要生成五氯苯;添加丙酸在整个培养过程均显著促进六氯苯还原脱氯降解;添加针铁矿在培养前期促进六氯苯还原脱氯的效果明显;同时添加丙酸和针铁矿对促进六氯苯还原脱氯具有协同作用.     

TiO2光催化法处理六氯苯废水可行性分析

在试验数据的基础上,分析了光催化降解六氯苯废水的有效性、环境可接受性,试验表明,经预先吸附在二氧化钛的六氯苯可以在紫外线的照射下发生快速、完全的矿化,光催化技术处理含六氯苯的废水是可行的。     

污染土壤淋洗液中六氯苯的电化学法处理研究

采用电化学稳定性较好的钛基镀RuO2为阳极,以不锈钢板为阴极,对污染土壤淋洗液中的六氯苯进行电化学处理,研究了溶液初始pH值、HCB初始浓度、电解时间、电解质浓度、外加电压等因素对六氯苯处理效果的影响。所得最佳工艺条件为:用TX-100做增溶剂时,在HCB初始浓度300μg/L、溶液初始pH为3,电解质浓度为1%,外加电压为6V时,电解3hHCB去除率为60.3%。气相色谱分析表明:阴极还原脱氯是HCB电化学降解的主要途径,检出的降解产物有五氯苯、1,2,4,5-四氯苯和1,2,3,4-四氯苯。     

Preparation and catalytic properties of ZrO2-Al2O3 composite oxide supported nickel catalysts for methane reforming with carbon dioxide

ZrO2-Al2O3 composite oxides and supported Ni catalysts were prepared, and characterized by N2 adsorption/desorption, X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques. The catalytic performance and carbon deposition was also investigated. This mesoporous composite oxide is shown to be a promising catalyst support. An increase in the catalytic activity and stability of methane and carbon dioxide reforming reaction was resulted from the zirconia addition, especially at 5wt% ZrO2 content. The Ni catalyst supported ZrO2-Al2O3 has a strong resistance to sintering and the carbon deposition in a relatively long-term reaction.     

阴极材料对模拟土壤淋洗液中六氯苯电化学降解的影响

采用自制电解装置以RuO2/Ti为阳极,分别以锌网、不锈钢板、石墨和RuO2/Ti为阴极,对模拟土壤淋洗液中的HCB进行电化学处理,系统地研究了不同阴极材料对HCB降解效果的影响.HCB去除率由高到低依次为:锌网＞不锈钢板＞石墨＞RuO2/Ti.气相色谱分析表明:采用不同阴极材料对HCB进行电解时,其脱氯程度不同.     

六氯苯对原生动物四膜虫的生物毒性实验室研究

以原生动物嗜热四膜虫(TetrahymenathermophilaBF5)为靶生物,在PPYS培养基和无机盐培养基中,研究了生长稳定期间的四膜虫暴露于50μg/L、250μg/L和1000μg/LHCB的中短期生物毒性。研究结果表明,PPYS培养基中50μg/L的HCB对四膜虫的生长表现为促进作用,在试验时间内,四膜虫数量增加5%～15%。250μg/L和1000μg/L的HCB发生抑制作用。在250μg/L和1000μg/L的HCB中培养96h,四膜虫的数量分别降低到在同一时间无HCB存在情况下数量的63%和35%,168h时分别为42%和24%。在无机盐培养基中,3种浓度的HCB均对四膜虫的生长产生抑制作用,而且表现为急性和短期毒性。暴露于50μg/L、250μg/L和1000μg/L的HCB中96h,四膜虫的数量分别减少到同一时刻无HCB存在情况下数量的34%、24%和10%。可见,培养体系中营养物质的存在,可以降低和缓解HCB对四膜虫的生物毒性。     

过渡金属-铈复合氧化物对碳烟的催化燃烧性能和表征

采用共沉淀法制备了不同过渡金属(Fe、V、Mn、Co、Cu)和铈的复合体氧化物催化剂,并用程序升温还原法(H2-TPR)、BET、XRD、拉曼光谱(RS)和光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征.同时,利用热重法测试了催化剂对碳烟的催化活性.实验结果表明,过渡金属的添加极大地提高了氧化铈的催化活性,其中,铈铁复合氧化物的催化活性最高.催化剂催化燃烧碳烟的活性与催化剂表面的耗氢量以及催化剂表面氧种OⅡ的含量紧密相关.     

腐殖酸强化六氯苯厌氧降解规律及其中间产物

为探索厌氧条件下HA(腐殖酸)对HCB(六氯苯)降解的影响,通过构建ρ(HA)为0(HA₀)、120(HA₁₂₀)及200(HA₂₀₀)mg/L厌氧发酵体系,利用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)对ρ(HCB)及中间产物进行测定. 结果表明:发酵系统运行72 h后,HA₀、HA₁₂₀、HA₂₀₀处理中HCB降解率分别为13.0％、16.5％和17.4％,表明HA可以促进HCB的降解,并且随ρ(HA)的增加,降解效果越好,但降解效率增幅降低. 对HCB脱氯中间产物的分析发现,PeCB(五氯苯)、TeCB(四氯苯)、TCB(三氯苯)和DCB(二氯苯)均有检出;在发酵的前12 h,ρ(DCB)快速增加,发酵72 h后HA₀、HA₁₂₀、HA₂₀₀处理中ρ(DCB)分别为50.6、51.0和57.6 μg/L,明显高于其他中间产物,表明DCB是HCB脱氯的限速中间体;对DCB进行同分异构体分析表明,DCB的同分异构体有1,2-DCB、1,3-DCB和1,4-DCB三种,发酵结束后HA₀、HA₁₂₀和HA₂₀₀处理中ρ(1,4-DCB)最高,分别为22.0、17.2和18.7 μg/L,1,4-DCB为HCB降解的主要中间产物. 研究显示,通过调控厌氧发酵体系内HA的含量可达到强化HCB脱氯的目的.      

Mn基金属氧化物催化剂常温催化氧化甲醛

以硝酸铈和高锰酸钾为原料,采用络合法制备了一系列Mn-Ce-O混合氧化物催化剂,并通过正交实验设计方案,考察了Mn/Ce摩尔比、水化热温度、焙烧温度及焙烧时间对Mn-Ce-O混合氧化物催化剂常温催化氧化甲醛性能的影响,并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和红外光谱（IR）等技术对催化剂进行微观表征与分析.结果表明：当Mn/Ce摩尔比1：1,水化热温度为180℃,焙烧温度为350℃时,催化剂表现出最佳的常温氧化活性,36h甲醛降解率可达94.2%,且稳定性良好.催化剂氧化活性的高低与材料比表面积并非正相关,而与材料结构形态存在密切关联,而材料结构主要取决于水化热温度,其次是Mn/Ce摩尔比.     

点源排放六氯苯在植物中的分布研究

以武汉某工业区为对象, 分析了排污渠、周围大河和农田植物及根际土壤中六氯苯(HCB)的分布特征及影响因素. 结果表明, 采样区内植物和土壤均受到不同程度的HCB污染, 植物中HCB浓度(以干重计,下同)为4.45～1 189.89　μg·kg^-1, 根际土壤中为27.93～3 480.71　μg·kg^-1. 排污渠和大河沿岸植物和根际土壤中HCB含量相对较高. 排污渠内木本植物对HCB富集程度大于草本植物,富集系数(RCF)分别为0.41～2.55和0.01～1.34. 不同农田植物中HCB含量差异很大(4.45～333.1　μg·kg^-1), 而同种植物不同部位对HCB的富集也不相同,例如,芋头果实、根和茎叶HCB含量分别为318.77、 281.02和10.94　μg·kg^-1. 排污渠和农田植物中HCB含量与根际土壤中HCB含量无相关性, 与脂肪含量显著相关.大河南岸植物和根际土壤中HCB含量随着与排放口距离的增加呈现显著降低趋势, 植物根和茎叶中HCB含量与根际土壤中的HCB显著相关, 但与脂肪含量无相关性. 植物中HCB分布特征受到污染源强、脂肪含量和HCB在植物体内的分配-迁移模式影响.     

MO_x-CeO_2/HZSM-5催化剂催化氧化含氯挥发性有机物研究

采用浸渍法制备了不同过渡金属掺杂的MOx-CeO2/HZSM-5（M分别表示Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu）催化剂,研究了各催化剂对1,2-二氯乙烷（DCE）的催化降解性能.结果表明,过渡金属掺杂后,MOx-12%CeO2/HZSM-5催化剂催化氧化1,2-二氯乙烷（DCE）的活性明显提高.各催化剂（记为M-CeO...     

氧化物载体对Ni-V催化剂催化燃烧二氯甲烷的影响

以Al₂O₃,TiO₂,ZrO₂ 3种氧化物为载体,通过溶胶凝胶法制备以Ni-V双金属氧化物为活性组分催化剂,在固定床反应器上研究了催化剂的二氯甲烷（DCM）催化燃烧性能.并通过XRD、BET、FTIR-Pyridine和H₂-TPR表征分析催化剂的物理化学特性,结果表明催化剂的氧化还原性能与酸性存在一定的协同能力促进DCM的催化氧化.10% Ni-V/Al₂O₃和10% Ni-V/TiO₂催化剂表面大量的酸性位点和强氧化性使得催化剂在催化燃烧DCM时拥有较好的活性,其中10% Ni-V/Al₂O₃在252℃时就有90%的转化率,但其在低温时易产生含氯有机副产物的CH₃Cl,并且50h连续稳定性测试发现其有失活现象.而10% Ni-V/TiO₂催化剂达到90%转化率时温度为274℃,且其在DCM降解中并没有CH₃Cl的产生,稳定性测试中也没有失活现象发生,这可能是与其拥有更多中强度B酸以及较强氧化还原能力有关.     

Preparation of rare-earth metal complex oxide catalysts for catalytic wet air oxidation

Catalytic wet air oxidation (CWAO) is one of the most promising technologies for pollution abatement. Developing catalysts with high activity and stability is crucial for the application of the CWAO process. The Mn/Ce complex oxide catalysts for CWAO of high concentration phenol-containing wastewater were prepared by coprecipitation. The catalyst preparation conditions were optimized by using an orthogonal layout method and single-factor experimental analysis. The Mn/Ce serial catalysts were characterized by Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis and the metal cation leaching was measured by inductively coupled plasma torch-atomic emission spectrometry (ICP-AES). The results show that the catalysts have high catalytic activities even at a low temperature (80°C) and low oxygen partial pressure (0.5 MPa) in a batch reactor. The metallic ion leaching is comparatively low (Mn<6.577 mg/L and Ce<0.6910 mg/L, respectively) in the CWAO process. The phenol, COD_Cr, and TOC removal efficiencies in the solution exceed 98.5% using the optimal catalyst (named CSP). The new catalyst would have a promising application in CWAO treatment of high concentration organic wastewater. Translated from Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control, 2005, 6(2): 40–44 [译自: 环境污染治理技术与设备]     

Ni2+改性的Cu-ZSM-5催化分解NO的性能

研究 Ni²⁺改性的 Cu^- ZSM-5催化剂在无氧和有氧气氛下的 NO分解反应性能 ,考察 Ni²⁺的加入量及加入方式对 Cu-ZSM-5催化剂 NO分解活性的影响 .结果表明 ,先交换适量 Ni²⁺再交换 Cu²⁺的 Ni-Cu-ZSM-5催化剂较单组分 Cu-ZSM-5催化剂有较高的高温 (500℃～600℃) NO分解活性 .在含 5.5% O₂ 的反应气氛中 ,Ni-Cu-ZSM-5在 500℃下的 NO分解率较之 Cu-ZSM-5高出约 20% ,Ni²⁺的引入显著提高了催化剂的抗氧活性 .就 Ni²⁺对 Cu-ZSM-5催化剂的可能改性机制进行了讨论 .     

FCC废催化剂中的金属污染物及其环境风险

采集国内不同地区的19套流化催化裂化(FCC)装置产生的FCC废催化剂样品,分析其金属浓度及浸出浓度,探讨FCC废催化剂中的主要金属污染物、污染特性及潜在风险。结果表明:FCC废催化剂中主要金属为镍、钒、锑、钴和锌;不同装置采集的FCC废催化剂中主要金属浓度与浸出浓度差别较大,其中镍、钒、锑浸出浓度较高,分别为0.004~3.171、0.130~39.490、0.042~8.099 mg/L;FCC废催化剂中金属浸出浓度不影响其作为危险废物填埋,而浸出pH过低需要进行预处理后才能进入危险废物填埋场;当FCC废催化剂长期堆存在地面时,锑会释放出来,危及地下水,存在一定健康风险,而镍没有类似影响。