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。     

Fe3O4-MnO2复合材料催化降解水中有机污染物的研究进展

综述了Fe₃O₄-MnO₂复合材料催化降解水中有机污染物的研究进展,介绍了Fe₃O₄-MnO₂复合材料的负载方式,总结了Fe₃O₄-MnO₂复合材料在催化降解水中有机污染物方面的应用。同时,阐述了Fe₃O₄-MnO₂复合材料催化降解水中有机污染物的机理。指出：Fe₃O₄-MnO₂复合材料未来的研发方向是实现负载方式的多样性和提高复合材料的热稳定性,制备出形貌多样、结晶性能好、稳定性高、经济性好、功能多样的Fe₃O₄-MnO₂复合材料。     

二氧化钛/石墨烯气凝胶的制备及其可见光催化性能

以不同m（氧化石墨）∶V（钛酸四丁酯）的氧化石墨和钛酸四丁酯为原料,采用一步水热还原法制备4种TiO₂/石墨烯气凝胶。采用XRD谱图、FESEM照片、拉曼光谱谱图和能谱谱图对样品的结构、形貌、组成元素进行了表征分析。以溶液中罗丹明B的降解率作为评价指标,考察了4种TiO₂/石墨烯气凝胶的可见光催化性能。实验结果表明：随着氧化石墨含量的增加,石墨烯对TiO₂的包覆变好,石墨烯与TiO₂ 成功复合形成三维气凝胶;罗丹明B在TiO₂/石墨烯气凝胶体系中的光催化降解反应属于一级反应,4种TiO₂/石墨烯气凝胶对罗丹明B的最高降解率和反应速率分别是纯TiO₂体系的4.5倍和9.9倍,实现了TiO₂的可见光催化。     

O3-H2O2氧化法处理印染废水

采用O₃-H₂O₂氧化法对印染废水进行氧化处理,比较了O₃氧化法和O₃-H₂O₂氧化法对印染废水的处理效果,考察了初始废水pH、H₂O₂加入量、O₃流量和反应时间对废水的色度去除率和COD去除率的影响。实验结果表明：O₃-H₂O₂氧化法对废水的COD和色度的去除效果比O₃氧化法更好;在初始废水pH为11、H₂O₂加入量为13mmol/L、O₃流量为6g/h、反应时间为60min的最佳工艺条件下,处理后废水COD为61.50mg/L,COD去除率为95.73%,废水色度为5倍,色度去除率为99.75%,TOC为37.84mg/L,TOC去除率为85.10%,BOD₅为22.76mg/L,BOD₅去除率为90.20%,BOD₅/COD为0.37。     

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。     

臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对烟气的同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝处理。O₃于150 ℃下具有较高的热稳定性,可将NO氧化为高价态氮氧化物,且NO氧化率随n（O₃）∶n（NO）的增大而逐渐提高。烟气中SO₂和H₂O的存在对NO氧化率的影响不大。O₃对SO₂的氧化率较低,约为5%。3%（w）石灰石浆液对SO₂的吸收率接近100%,NO_x吸收率随n（O₃）∶n（NO）的增大而逐渐提高,当n（O₃）∶n（NO）为1.6时NO_x吸收率可达约65%。SO₂能促进吸收液对NO_x的脱除。石灰石浆液中加入0.2%（w）的（NH₄）₂SO₃或Na₂SO₃后NO_x吸收率可达约85%或82%,且吸收率随添加剂加入量的增加而提高,添加（NH₄）₂SO₃的NO_x吸收率略高于添加Na₂SO₃。     

ClO2氧化法预处理联苯胺类染料中间体废水

采用ClO₂氧化法预处理联苯胺类染料中间体生产废水,探讨了影响COD和联苯胺去除率的主要因素,并采用GC/MS技术对ClO₂氧化前后废水中的有机组分进行了分析。实验确定了较佳的工艺参数：ClO₂加入量为45~55 mg/L,ClO₂与联苯胺的化学计量比控制在（3.0~3.5）∶1,反应时间为 30~35 min。在此条件下,ClO₂氧化后出水中联苯胺去除率达到80%以上,联苯胺类污染物含量得到有效降低,废水BOD₅/COD由原水的0.18提高到0.40。该方法能提高废水的可生化性,是一种较好的生化预处理技术。     

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。     

氮掺杂活性炭催化湿式氧化—Ca（OH）2沉淀工艺去除草甘膦废水中的磷

用30%（w）H₂O₂溶液氧化处理活性炭（AC）,再以三聚氰胺为含氮前驱体经高温处理制得氮掺杂AC催化剂。采用催化湿式氧化（CWO）法去除草甘膦废水中的有机磷（OP）,将其彻底氧化降解为PO₄^3-,再利用Ca（OH）₂沉淀法去除总磷（TP）。表征结果显示：氮掺杂改性可在AC表面形成多种含氮碱性官能团,从而提高其对OP的催化氧化活性。实验结果表明：在温和的工艺条件下（130 ℃,1 MPa）,该催化剂对不同来源废水的OP去除率均高于90%;当m（Ca（OH）₂）∶m（TP）为20时,Ca（OH）₂沉淀可有效去除CWO出水中的TP,最终出水TP质量浓度小于5 mg/L,可有效缓解后续生化系统除磷的压力。     

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。     

纳米铁酸盐光催化剂的制备及其在废水处理中的应用综述

概括了纳米铁酸盐(以ZnFe2O4和BiFeO3为代表)光催化剂的制备方法;综述了其在废水处理中的应用现状;讨论了催化反应中铁酸盐的特性及工艺条件(初始反应p H、初始污染物浓度、H2O2的加入等)对有机污染物降解率的影响;介绍了光助-类Fenton氧化反应的机理;对纳米铁酸盐在废水处理应用中存在的问题进行了总结,并对今后的研究方向进行了展望。     

超声协同Fenton法处理有机废水的研究进展

超声协同Fenton法是利用超声的空化效应及自由基效应强化Fenton法对废水的处理效率,实现两者对废水中有机污染物的协同降解。概述了超声与Fenton法处理废水的协同机制。综述了废水pH、催化剂和H₂O₂投加量、超声功率、温度等工艺条件的优化研究,催化剂的研发以及共存物质的影响研究等方面的进展。指出开发新型高效、可重复利用、廉价易得的催化剂是提高超声协同Fenton法降解有机污染物效率的关键,还可将超声、Fenton法或超声协同Fenton法与其他的氧化法或生化方法相结合,寻找更加安全、高效、低成本的新途径。     

环氧氯丙烷生产废水的资源化处理技术

采用催化湿式过氧化物氧化法（CWPO）处理环氧氯丙烷生产废水,考察了反应温度、反应时间、反应pH、双氧水和FeSO₄#x000b7;7H₂O加入量及投加方式等因素对TOC去除率的影响。实验结果表明：CWPO工艺适宜的反应条件为反应温度90℃,反应pH2.0~3.0,FeSO₄#x000b7;7H₂O₂加入量7.50~8.75g/L,双氧水加入量75mL/L,反应时间100min;双氧水和Fe²⁺分多次投加时的TOC去除效果明显优于一次性投加;优化条件下,环氧氯丙烷废水经CWPO工艺处理后,TOC由1790mg/L降至138mg/L,符合氯碱厂隔膜电解槽进槽盐水的要求,可以资源化利用。     

催化氧化处理苯化工装置和罐区含氮挥发性有机物废气

采用自行研制的WSH-2N型蜂窝状Pt-Pd-Ce催化剂,对某企业苯胺、硝基苯等生产装置和罐区的含氮挥发性有机物(NVOCs)废气进行集中处理,考察了废气处理工业装置的运行效果。在小型装置上处理后总烃去除率大于97%,净化气总烃质量浓度小于20 mg/m~3,NO_x质量浓度小于30 mg/m~3,苯胺、硝基苯中氮转化为N2的选择性大于95%。20 000 Nm~3/h催化氧化处理装置生产运行和性能考核表明,苯化工装置和罐区VOCs废气经过催化氧化处理,非甲烷总烃去除率大于99%;净化气中非甲烷总烃质量浓度小于10 mg/m~3,苯、苯胺、硝基苯、环己烷等有机特征污染物均低于检出限,NO_x的质量浓度小于10 mg/m~3。     

酒石酸改性活性炭对烟气脱硝钴氨吸收液中Co~(3+)的催化还原

废气中的NO和SO2可通过钴氨吸收液去除,但钴氨吸收液中的Co~(2+)易被氧化成Co~(3+)而失去脱硝能力。为了实现Co~(2+)的再生,采用酒石酸溶液对活性炭进行改性,提高其对Co~(3+)的催化还原能力,考察了活性炭催化剂改性及活化条件对钴氨吸收液Co~(3+)还原率及NO去除率的影响。实验结果表明:在酒石酸溶液浓度为1.5 mol/L、改性时间为18 h、活化温度为400℃、活化时间为4 h的条件下,改性活性炭的催化性能最佳;Co~(3+)还原率为67.5%,比原炭提高了11.9百分点;对应的钴氨吸收液的NO去除率为86.0%,比原炭提高了26.0百分点。pHpzc测定、Boehm滴定和BET表征结果表明,与原炭相比,改性活性炭酸性增强,羧基和内酯基含量增加,微孔数目增加,比表面积增大。这些表面特性的改变使改性活性炭的催化性能得到改善。     

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。     

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。     

CuO/AC@SiO_2的制备及对H_2S的深度脱除

采用模板法在CuO外包裹一层具有介孔结构的SiO_2,制备了CuO/AC@SiO_2。采用X射线衍射仪对CuO/AC@SiO_2的结构和催化活性位点进行了表征。通过固定床气固吸附实验,研究了CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附脱除性能。表征结果显示,CuO是催化氧化H_2S的活性中心,被氧化成Cu2O后吸附脱除H_2S的性能下降。实验结果表明:CuO/AC吸附H_2S时的有效穿透时间为117 min,CuO/AC@SiO_2的有效穿透时间提高到141 min,CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附性能明显提高;以Cu(NO_3)_2为前驱体的CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附量高于以Cu(AC)_2为前驱体;在Cu(NO_3)_2为前驱体、m(正硅酸乙酯)∶m(CuO/AC)=0.7、吸附温度为90℃的最佳条件下,CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附量达17.40 mg/g。     

利用钢铁盐酸酸洗废液在填料塔中制备FeCl3

以钢铁盐酸酸洗废液为原料,亚硝酸钠为催化剂,氧气为氧化剂,在填料塔中催化氧化制备三氯化铁。考察了反应温度、催化剂加入量和添加方式、循环流量等对制备三氯化铁的影响。实验结果表明,在优化的工艺条件为料液预热温度为60 ℃、催化剂加入量为钢铁盐酸酸洗废液总质量的0.30%、料液循环流量6.0 m³/h的条件下,反应80~120 min,酸洗废液中的Fe²⁺完全氧化为Fe³⁺。