纳米二氧化铈的可控形貌合成及其催化性能

二氧化铈（CeO₂）纳米颗粒的形貌会影响其表面氧空位浓度和化学吸附氧的能力,研究其形貌对催化臭氧氧化活性的影响有着重要意义。采用尿素和活性炭介导的水热合成方法制备了CeO₂纳米颗粒,结果表明,改变尿素和活性炭的添加量会改变最终获得的CeO₂颗粒的形貌,从而分别制得棒状、花状、立方状和球状的CeO₂颗粒。将不同形貌的CeO₂应用于水中草酸的催化臭氧氧化反应,结果表明,CeO₂纳米花（有序棒状结构）具有最好的催化臭氧氧化活性。加入0.5 g/L CeO₂纳米花,反应90 min后的草酸去除率达98%,较单独臭氧氧化提高63个百分点。加入10 mmol/L叔丁醇后,CeO₂纳米花的催化作用被完全抑制,证明其催化臭氧氧化为自由基反应。     

MnaCe1-aOx纳米棒的制备及其催化氧化CO性能

采用水热法制备了Mn_aCe_1-aO_x(a=0.01,0.02,0.05,0.08,0.10)催化剂,并通过TEM、XPS、XRD和ICP等手段进行了表征,考察了该催化剂对CO的催化氧化性能。表征结果显示：Mn元素成功掺加进CeO₂晶格,Mn_0.05Ce_0.95O_x催化剂为具有规则形貌的纳米棒,且选择性暴露面为(100)晶面。实验结果表明：Mn_aCe_1-aO_x的催化活性和水热稳定性均优于未掺加Mn的CeO₂纳米棒;高温水热老化后的Mn_0.05Ce_0.95O_x催化氧化CO时,T₉₀为175℃,具有良好的催化活性和水热稳定性。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体,先后负载CeO₂,MnC₂O₄,Fe（NO₃）₃,CrO₃,Ni（NO₃）₂,NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃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-Al₂O₃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（MnC₂O₄·2H₂O）=20%,w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%,w（CrO₃）=10%,w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%,w（NH₄VO₃）=10%,w（CeO₂）=5%,w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃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-Al₂O₃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。     

纳米α-MnO2催化臭氧氧化降解水中双酚A

采用水热法制备了纳米α-MnO₂催化剂,并通过XRD和SEM技术对催化剂的成分和形貌进行了表征。采用纳米α-MnO₂催化剂催化臭氧氧化降解水中的双酚A（BPA）,考察了初始溶液pH、催化剂加入量和反应温度对BPA去除率的影响。实验结果表明,纳米α-MnO₂催化剂催化臭氧氧化降解BPA的最佳工艺条件为：催化剂加入量100 mg/L,初始溶液pH 8.5,反应温度18 ℃。在此最佳条件下处理质量浓度为10 μg/mL的BPA溶液120 min,BPA去除率为96.4%。回收洗涤后第二次使用的催化剂的BPA去除率为80.5%,第三次使用的催化剂的BPA去除率为74.1%,催化剂的活性随重复使用次数的增加而缓慢降低,活性较稳定。     

CeO2/TiO2纳米管催化剂脱硝性能研究

利用废气中本身含有的CO催化还原烟气中的NO_x,可以实现以废治废。采用TiO₂纳米管负载CeO₂,制备CeO₂/TiO₂纳米管催化剂,并对其进行了SEM表征及影响因素实验。实验结果表明：在n（Ce）∶n（Ti）=3∶7、焙烧温度500 ℃、焙烧时间3 h时制备的CeO₂/TiO₂纳米管催化剂形貌较好,表面颗粒分布相对均匀;反应温度400~600 ℃时NO脱除率达98%;该催化剂具有一定的抗氧性能;当n（SO₂）∶n（NO）=（1∶2）~（2∶1）时,NO脱除率仍然在95%以上。     

Cu-Fe/AC催化剂连续CWPO法处理苯酚废水

采用微波辅助合成法制备了Cu-Fe/AC催化剂,表征了其形貌特征,考察了该催化剂催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理苯酚废水的效果,应用响应面法(RSM)分析了COD去除率的影响因素。实验结果表明,在反应温度为80 ℃、反应停留时间为90 min、初始pH为3.1、H₂O₂加入量为2.2 g/L的条件下,COD去除率为82%;RSM结果表明,在反应温度为100 ℃、反应时间为64 min、初始pH为3.3、H₂O₂加入量为2.7 g/L的优化条件下,COD去除率可达86%;Cu-Fe/AC催化剂在重复使用4次后,对COD的去除率仍保持在80%以上,表现出良好的重复利用性能。     

几种金属氧化物催化臭氧氧化降解p-CBA

选择Al₂O₃,TiO₂,MnO₂,Fe₃O₄ 4种金属氧化物对溶液中的对氯苯甲酸（p-CBA）进行催化臭氧氧化降解。催化剂的表征结果显示：TiO₂具有最大的比表面积,为93.84 m²/g,Al₂O₃的比表面积最低,仅为10.28 m²/g;MnO₂和Fe₃O₄表面含有大量强酸性位,故其等电点较低,分别为1.45和1.82。4种催化剂对p-CBA的吸附能力与其比表面积相关,而催化臭氧氧化活性高低却与其等电点的高低顺序一致。Al₂O₃具有最高的等电点（6.92）,也表现出相对较强的催化臭氧氧化活性。在臭氧通量6 mg/min、p-CBA初始质量浓度40 mg/L、Al₂O₃投加量0.5 g/L、反应时间40 min的条件下,p-CBA去除率达到58.6%,远高于单独臭氧化和吸附过程的去除率。     

钛硅分子筛催化双氧水氧化水中间甲酚

探索催化双氧水氧化去除间甲酚对开发炼油厂碱渣废水处理新技术意义重大。采用钛硅分子筛催化双氧水氧化水中间甲酚,考察了反应时间、反应温度、双氧水加入量、催化剂加入量和初始溶液pH对间甲酚去除率的影响。实验结果表明：钛硅分子筛对双氧水氧化间甲酚具有显著的催化作用;在反应时间为90 min、反应温度为80 ℃、n（H₂O₂）∶n（间甲酚）为4、催化剂加入量为1.5 g/L、初始溶液pH为1.0~11.0的条件下,间甲酚去除率约为94%,间甲酚溶液的BOD₅/COD从氧化前的0.26提高到氧化后的0.38,可生化性显著提高。     

ZnO/α-Fe2O3复合材料对偶氮染料的降解

采用水热法制备了ZnO/α-Fe₂O₃复合光催化剂，并用XRD、SEM、UV-Vis和FTIR等多种手段进行了表征，考察了该催化剂对溶液中橙Ⅱ和甲基橙的光催化降解性能。表征结果显示，负载ZnO后，ZnO/α-Fe₂O₃催化剂的吸光范围变宽，禁带宽度变窄，催化活性增强。实验结果表明：在ZnO/α-Fe₂O₃中ZnO的质量分数为30%、ZnO/α-Fe₂O₃催化剂加入量为1.0 g/L、甲基橙或橙Ⅱ质量浓度为5 mg/L、暗反应时间为30 min、光反应时间为120 min的条件下，该催化剂对甲基橙和橙Ⅱ的催化降解效果最好，甲基橙和橙Ⅱ的去除率分别为62.2%和64.7%；该催化剂连续使用5次后，对甲基橙的去除率从62.2%缓慢下降到54.9%，表现出较好的稳定性和重复使用性能。     

Fenton反应助催化剂碳基黄铁矿型纳米二硫化钴的合成

以水热与化学气相沉积方法制备了碳基黄铁矿型纳米CoS₂薄膜,对其组成、形貌进行了表征,并对其Fenton反应助催化性能进行了研究。实验结果表明：在罗丹明B模拟废水的Fenton处理过程中,添加CoS₂助催化剂的Fenton体系具有更高的反应活性,20 s内的脱色率达到98%,相比于普通Fenton体系的反应速率提高了近3倍;在类Fenton体系中的反应速率最高增加了约350%。CoS₂的加入显著提高了H₂O₂的利用效率以及催化氧化反应的反应速率。     

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%。     

粉煤灰沸石分子筛负载氧化铈催化剂的制备及其催化燃烧二氯甲烷性能

以发电厂粉煤灰为原料,采用碱融水热法合成了HZSM-5分子筛(FHZSM-5),用浸渍法负载10％(w)CeO2制备了CeO2/FHZSM-5催化剂,用于二氯甲烷的催化燃烧.盐酸浓度为2 mol/L及粉煤灰和NaOH的质量比为1:1.2时制备的FHZSM-5纯度最高,结晶度最好,用其制备的CeO2/FHZSM-5催化剂...     

聚乙烯副产物聚乙烯蜡的热解及轻质馏分的GC-MS分析

采用高温模拟蒸馏、红外光谱和热重分析等方法对聚乙烯副产物聚乙烯蜡进行了表征。在间歇高压反应釜中对聚乙烯副产物聚乙烯蜡进行了热解,并通过正交实验考察了热解温度、停留时间和初始压力对液相产物收率的影响。利用GC-MS技术对液相产物轻质馏分(低于200℃)进行了分析。结果表明:聚乙烯副产物聚乙烯蜡主要由长链脂肪烃(C_(14)~C_(70))组成;热解发生的温度范围为175~490℃;热解温度和停留时间是影响液相产物收率的主要因素;液相产物轻质馏分的碳数分布在C_9~C_(20),主要为α-烯烃(占比32.79%)和正构烷烃,其中单体烃含量最高的是1-癸烯(占比8.46%),它是制备高级合成润滑油聚α-烯烃的优质原料。     

废聚苯乙烯泡沫塑料的催化裂解

为了对废聚苯乙烯泡沫塑料（WPS）资源化利用,通过对WPS进行催化裂解的方法,研究了催化剂种类和裂解温度对裂解时间、裂解油产率、苯乙烯回收率以及裂解油纯度的影响。研究结果表明,催化剂种类和裂解温度对裂解反应有着重要影响。裂解温度升高,裂解油产率提高,裂解时间缩短,但苯乙烯选择性下降;低于380 ℃时,氧化钙的裂解油产率和裂解时间优于氧化铝和氯化铝,但苯乙烯的选择性劣于氧化铝和氯化铝;高于400 ℃时,氯化铝、氧化铝和氧化钙的催化活性接近。在实验条件下,WPS催化裂解的最佳催化剂为氯化铝,380 ℃下的裂解时间为25 min,裂解油产率为85.48%,裂解油中苯乙烯含量为80.66%（w）,且副产物较少。     

前驱体溶液pH对核壳型Cr/CeO2催化剂低温选择性催化氧化脱硝性能的影响

采用一步水热法合成了具有核壳结构的铬铈复合氧化物（Cr/CeO₂）,并将其用于选择性催化氧化（SCO）烟气脱硝,考察了前驱体溶液pH对催化剂低温催化活性的影响。实验结果表明,当前驱体溶液pH为2时制得的催化剂（CrCe2）具有较高的低温SCO活性,其在200 ℃下的NO转化率高达59%。XRD,SEM,BET,UV-Vis,TPD等表征结果显示：核壳结构的生成促进了Cr物种的高分散性,同时Cr的掺杂增大了催化剂的比表面积,从而提高了活性位点的总量;在该系列催化剂中,CrCe2催化剂具有最高的表面六价铬和化学吸附氧的占比,因此呈现出最高的低温SCO活性。     

离子液体改性活性炭对芳香烃的吸附性能

采用浸渍法和嫁接法分别将1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐（[Bmim]TFSI）、丙基三辛基鏻四氟硼酸盐（[P（C₃H₇）（C₈H₁₇）₃]BF₄）和丙基三辛基鏻双三氟甲烷磺酰亚胺盐（[P（C₃H₇）（C₈H₁₇）₃]TFSI）负载于活性炭上。对产物进行了热重和孔结构分析,并以气相甲苯和二甲苯为代表物,研究了其对芳香烃的静态和动态吸附性能。研究结果表明：活性炭经离子液体改性后,能显著提高其对芳香烃的吸附性能;其中 [P（C₃H₇）（C₈H₁₇）₃]TFSI和[P（C₃H₇）（C₈H₁₇）₃]BF₄）浸渍改性活性炭的甲苯静态吸附量较大,分别为782 mg/g和777 mg/g （25 ℃,0.1 MPa）;[P（C₃H₇）（C₈H₁₇）₃]BF₄浸渍改性活性炭对于3种二甲苯异构体的吸附量最大,且排序依次为邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。吸附动力学研究表明,在较高的甲苯初始浓度和较低的气体流量下,[P（C₃H₇）（C₈H₁₇）₃]TFSI浸渍改性活性炭具有更好的吸附性能。     

整体式催化剂选择性催化氧化硫化氢

在堇青石蜂窝陶瓷基体上分两步涂覆了SiO₂和TiO₂两种涂层,再通过浸渍法制备了V₂O₅/TiO₂-SiO₂/堇青石整体式催化剂。采用BET、XRD、XRF、SEM和H₂-TPR等方法对催化剂进行了表征,并对催化剂的H₂S选择性催化氧化活性进行了评价。结果表明：V₂O₅负载量为20%（w）时,催化剂的活性最好;在反应温度180 ℃、空速3 000 h^-1、V（O₂）∶V（H₂S）=0.5的条件下,转化率达96.94%,硫产率达95.41%。在40 h的稳定性试验过程中,转化率稳定在96%左右,硫产率稳定在94%左右,催化剂的稳定性较好。与传统颗粒状催化剂相比,该整体式催化剂更具工业应用前景。     

淬火油泥的热解动力学分析及协同作用研究

采用热重差热分析法和傅里叶变换红外光谱分析联用的方法（TG-FTIR）研究淬火油泥（QOS）的热解过程,解析了热解过程的动力学特性,分析了其中的矿物油（MO）和残渣（SR）在QOS热解过程中的相互作用。实验结果表明：QOS热解过程包含油分热解阶段和矿物质分解阶段;低温段热解温度为150~520 ℃,高温段热解温度为800~980 ℃;SR的热解过程分为油分热解反应和残渣中Fe₂O₃的还原反应;MO的热解过程只有轻质油分的挥发和重质油分的热解。FTIR表征结果显示：QOS热解过程析出的气体主要为CO₂、CO和有机化合物;SR热解过程中CO₂的特征峰强度高于其他气体的特征峰强度;MO热解过程中烷烃的特征峰强度高于其他气体的特征峰强度,且MO主要以轻质油分为主。在QOS的热解过程中,初温~480 ℃时,SR所含的Fe₂O₃对MO的热解起促进作用,300 ℃左右时促进效果最明显。