SO_4~(2-)/SnO_2-Fe_2O_3-硅藻土固体酸催化剂的制备及其对染料废水的催化处理

以硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法引入金属氧化物SnO2和Fe2O3,制备了二元氧化物复合型SO42-/SnO2-Fe2O3-硅藻土固体酸催化剂。利用该催化剂与H2O2构成非均相类Fenton试剂氧化体系,催化H2O2产生氧化能力极强的·OH,用于处理实际翠蓝废水和模拟亚甲基蓝废水。催化剂的最佳制备条件为:H2SO4溶液的浓度3 mol/L,浸渍时间2.0 h,焙烧温度550℃,焙烧时间3.5 h,焙烧方式为随炉升降温。实验结果表明:采用在最佳工艺条件下制得的催化剂,处理实际翠蓝废水COD去除率可达79.5%、脱色率达99.6%;处理模拟亚甲基蓝废水COD去除率可达83.1%、脱色率达99.6%。     

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。     

水热处理温度对TiO2/Al2O3膜催化剂光催化性能的影响

采用阳极氧化—水热处理法制备了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂，研究了水热处理温度对该催化剂膜层TiO₂晶相转变和形貌特征的影响，并以甲基橙溶液为模拟染料废水，考察了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂的光催化性能。表征结果显示：该催化剂的膜层具有规整的孔径分布；经水热处理后，该催化剂的比表面积明显增大，当处理温度高于300℃时，膜层出现结焦封孔现象。实验结果表明：采用TiO₂/Al₂O₃膜光催化降解甲基橙，在反应时间为120 min、反应温度为35℃、TiO₂/Al₂O₃用量为8.8 g/L、甲基橙溶液质量浓度为200 mg/L的条件下，甲基橙降解率为85.3%;TiO₂/Al₂O₃重复使用7次后，甲基橙降解率为74.2%，表现出良好的光催化性能。     

BiFeO3可见光催化降解甲基紫

采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备了光催化剂BiFeO₃。采用SEM,XRD,FTIR等技术对光催化剂BiFeO₃进行表征。表征结果显示,光催化剂BiFeO₃晶相纯、粒径小、比表面积大,存在Fe#x02014;O的弯曲振动和伸缩振动。实验结果表明：通过鼓气及加入H₂O₂可有效提高BiFeO₃对甲基紫可见光催化降解的效率;在300mL质量分数为1.5#x000d7;10^-5的甲基紫溶液中加入0.9g光催化剂BiFeO₃和0.1mL质量分数为30%的H₂O₂溶液,当反应时间为240min时,甲基紫去除率可达99%。     

应曲面法优化H2O2催化氧化烟气脱硝工艺

研究了H₂O₂催化氧化烟气脱硝工艺中H₂O₂质量分数、催化剂浓度和溶液pH对脱硝率的影响,采用 Box-Behnken响应曲面法优化了H₂O₂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pH、催化剂浓度、H₂O₂质量分数以及催化剂浓度和H₂O₂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H₂O₂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、O₂体积分数10%、N₂体积分数90%的烟气,液气比为8 L/m³,脱硝率达97%。     

稀土元素Pr辅助的类Fenton试剂氧化法处理染料废水

以靛蓝为目标污染物,采用稀土元素Pr辅助的类Fenton试剂氧化法处理模拟染料废水。制备了双金属氧化物催化剂Fe_2-xPr_xO₃,考察了催化剂中n（Pr）∶n（Fe）、催化剂加入量、初始靛蓝质量浓度、H₂O₂加入量、废水pH对废水脱色效果的影响。实验结果表明：Pr在很大程度上提高了类Fenton反应的效率,废水脱色率得到显著提高;在n（Pr）∶n（Fe）=1∶5、初始靛蓝质量浓度为30 mg/L、催化剂加入量为500 mg/L、H₂O₂加入量为40 mL/L、废水pH为3的最佳工艺条件下,反应50 min时废水脱色率达到92.78%。     

Mn/γ-Al2O3催化剂的制备及头孢合成废水的催化臭氧氧化法深度处理

对Mn/γ-Al₂O₃催化剂的制备条件及头孢合成废水的催化臭氧氧化法深度处理工艺条件进行了优化。实验结果表明：以Mn（NO₃）₂溶液为浸渍液,Mn/γ-Al₂O₃催化剂的最优制备条件为浸渍液浓度0.10 mol/L、浸渍时间9 h、焙烧温度400 ℃、焙烧时间2 h;在反应时间为30 min、废水pH为9.0、臭氧通量为4.6 mg/min、催化剂加入量为5 g/L的条件下,当进水COD、BOD₅、ρ（氨氮）和色度分别为220~250 mg/L,8~10 mg/L,10~12 mg/L和60~70倍时,出水COD、BOD₅、ρ（氨氮）和色度的平均去除率分别为53%,30%,33%和93%,出水水质满足GB 21904—2008《化学合成类制药工业水污染物排放标准》的要求。     

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V₂O₅-MoO₃/TiO₂脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga₂O₃质量分数的V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂脱硝催化剂。采用XRD、N₂-吸附脱附、H₂-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH₃-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示：Ga的添加对催化剂上MoO_x物种的影响不大,但降低了催化剂上VO_x物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga₂O₃质量分数为0.2%时,V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂催化剂的脱硝性能最佳。     

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。     

絮凝#x02014;微波辐射#x02014;Fenton试剂氧化法深度处理焦化废水

用絮凝#x02014;微波辐射#x02014;Fenton试剂氧化法深度处理焦化废水,研究了微波辐射时间、微波功率、FeSO₄加入量、H₂O₂加入量和废水pH对废水处理效果的影响。实验结果表明：在聚合氯化铝加入量为350mg/L、聚丙烯酰胺加入量为12mg/L、废水pH=5、FeSO₄加入量为250mg/L、H₂O₂总加入量为1400mg/L、H₂O₂分3次投加、微波功率为400W、微波辐射时间为60min的条件下,处理后出水的浊度、色度和COD去除率分别为98.59%,97.62%,86.21%。处理后出水澄清透明,COD为50.34mg/L,满足GB50050#x02014;2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

磁性纳米γ-Fe2O3/SiO2去除水中亚甲基蓝

以纳米γ-Fe₂O₃为磁性介质制备了磁性纳米γ-Fe₂O₃/SiO₂,并将其用于水中亚甲基蓝的吸附。表征结果显示：制备的γ-Fe₂O₃/SiO₂呈不规则核壳结构,平均粒径为38 nm,比表面积为74.35 m²/g,比饱和磁化强度为55 A·m²/kg。实验结果表明：γ-Fe₂O₃/SiO₂对亚甲基蓝的吸附适宜在中碱性条件下进行,4 h即可达吸附平衡;在初始亚甲基蓝质量浓度为180 mg/L、γ-Fe₂O₃/SiO₂加入量为2 g/L、初始溶液pH为7.0、吸附温度为298 K的条件下,吸附量最高为25.4 mg/g;共存金属离子会降低吸附效率,而少量的腐殖酸则会促进吸附;吸附过程符合准二级动力学方程,颗粒内扩散不是唯一的控速步骤;等温吸附满足Langmuir模型,该吸附是一个物理吸附过程;用乙醇洗涤的γ-Fe₂O₃/SiO₂重复使用4次时仍能保持约80%的原吸附量。     

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。     

UV_(185 nm)-H_2O_2组合工艺处理高浓度棘白菌素类抗生素发酵废水

采用UV_(185 nm)-H_2O_2组合工艺处理高浓度棘白菌素类抗生素发酵废水。结果表明:UV_(185 nm)-H_2O_2组合工艺较好地实现了高浓度棘白菌素类抗生素发酵废水的强化处理,其处理效果明显优于单独UV_(185 nm)光氧化工艺;在废水pH为2.50、光照时间为60 min、H_2O_2投加量为5 g/L、反应温度为室温的条件下,UV_(185 nm)-H_2O_2组合工艺对废水色度和COD的去除率分别高达96.4%和46.9%;该联合氧化过程需在酸性体系中进行;联合氧化过程中产生了大量蜂王浆提取物类黑褐色物质,处理出水中显色物质的种类明显减少,实现了废水的高效脱色。