三维有序介孔铈钴铜催化剂的制备及其降解邻二甲苯的机制

以PMMA为模板,通过聚乙二醇(PEG400)和柠檬酸辅助的溶胶凝胶法制备三维有序介孔铈钴铜(3DOM 3C)催化剂,应用BET、SEM、XRD和XPS等对不同煅烧温度的3DOM 3C催化剂进行表征分析,研究了催化剂活性及其影响因素,并利用FT-IR和GC-MS对降解产物进行分析,推测出催化降解邻二甲苯的机理.结果表明,煅烧温度500℃时制备的3DOM 3C催化剂表面具有三维介孔结构,且分散均匀,表面的晶体氧化物最少,存在大量的Cu~(2+)、Ce~(3+)和表面氧,催化剂表面存在更多的固溶体、表面活性位点和氧空位,有利于提高催化活性.在邻二甲苯初始浓度600 ppm、空速16000 h~(-1)、50%O_2条件下,煅烧温度500℃时制备的3DOM 3C催化效果最佳,在260℃时,3DOM 3C催化剂对邻二甲苯的转化率达98%,T_(90)为250℃. 3DOM 3C对邻二甲苯的转化率随着初始浓度、空速和相对湿度的升高而呈下降趋势,随着O_2含量的增加而增加.气流中混入150 ppm的乙酸乙酯能够提高邻二甲苯的转化率,提高其低温催化性能.邻二甲苯催化反应后催化剂表面的O—H、■、C—H和金属—氧键都相应的减少,降解中间产物主要有邻甲基苯甲醛和邻甲基苯甲酸.邻二甲苯降解反应涉及Mars Van Krevelen机理(MVK),先被氧化成邻甲基苯甲醛,再进一步氧化成邻甲基苯甲酸,最终生成CO_2和H_2O.     

高压放电等离子体协同锰锆镧铈催化剂降解乙酸乙酯的特性与机制

实验制备了新型Mn-Zr-La-Ce/Al₂O₃、Mn-Zr-Cu和Mn-Co-Ce 3种催化剂,利用SEM-EDS、XRD、BET、FT-IR、O₂-TPD进行表征分析,研究了高压放电协同催化剂对乙酸乙酯的降解因素影响规律(催化剂种类、初始浓度、含氧量和进气气量),通过对出口气体GC-MS等分析,探讨了高压放电协同催化降解乙酸乙酯的机理.结果表明,高压放电低温等离子体协同Mn-Zr-La-Ce催化剂对于乙酸乙酯的降解效果最好,当电压为40 kV时,降解效率为94.6%,能量效率为1.52 g·kW^-1·h^-1,降解副产物O₃及NO_x浓度较低.降解效率随着初始浓度、气量的增加而较低,但随着含氧量的增加则是先升高后下降.GC-MS等分析结果表明,在降解乙酸乙酯过程中会产生丙酸乙酯和乙酸正已酯等中间产物,最终生成CO₂、H₂O.     

Cu-Mn-Zr复合催化剂制备及其催化氧化乙酸乙酯性能

采用溶胶凝胶法制备了4种不同金属摩尔比的Cu-Mn-Zr复合催化剂,利用BET、XRD和XPS对其进行了表征分析,通过固定床管式反应器评价了其对乙酸乙酯模拟气体的催化活性,定性测定了其催化反应降解产物.结果表明,Mn的加入增大了催化剂的比表面积和总孔容,催化剂的N₂吸附-解吸等温线为IV型.Cu-Zr（1：1）催化剂观察到氧化铜晶体和四方晶型氧化锆晶体,氧化铜晶体随着Cu比例的减小而降低,Mn的加入导致氧化锆晶体消失.催化剂无固定形态,呈现良好的分散性.增大Mn/Zr摩尔比能提高催化活性.Cu-Mn-Zr的适当组分比能提高其低温催化活性,其中Cu-Mn-Zr（1：1：1）催化剂的低温催化活性与CO₂的选择性较佳,在200℃时对CO₂的选择性达到96.7%.降解产物分析表明,乙酸乙酯降解中间产物有乙酸和乙醇,最终降解产物主要有CO₂和H₂O等.     

二氧化钛催化剂的制备及其催化性能研究

TiO₂光催化剂具有光催化活性高,吸收紫外光性能强,无毒等特点。本文主要采用溶胶-凝胶法合成TiO₂溶胶,分析反应条件对二氧化钛溶胶形成的影响,研究合成所得TiO₂的光催化性能。为了改进二氧化钛的光催化性能,将二氧化钛分散于壳聚糖体系中,以提高二氧化钛的光催化效果,通过对甲基橙这种较难降解的染料化合物的催化降解实验,探究二氧化钛在降解印染废水方面的光催化性能。     

放电等离子体增强多元金属催化剂降解对二甲苯的特性与机理

采用浸渍法分别制备了Mn-Co-La-Ce/Al₂O₃、Mn-Co-Ce/Al₂O₃和Mn-La-Ce/Al₂O₃多元金属催化剂,利用BET、XPS、O₂-TPD和FT-IR对反应前后的Mn-Co-La-Ce/Al₂O₃进行表征分析,研究了其在放电低温等离子体(NTP)协同催化体系中对对二甲苯的催化降解效果,以及催化降解条件(对二甲苯初始浓度、氧含量、气量等)对其降解效率影响,应用气相色谱-质谱分析了NTP协同催化剂降解对二甲苯反应后的有机副产物,探讨了NTP协同催化体系降解对二甲苯的机理.结果表明,等离子体将增加催化剂的表面晶格氧释放的强度.La掺杂能提高多元催化剂O_ads和O_lat的结合能,O_ads占比达54.67%,提高O_ads含量达1.24%.与单独NTP降解相比,NTP协同多元催化剂的降解效率提...     

锰铈脱硝催化剂的制备及其再生性能研究

采用等体积浸渍法制备了一系列Mn-Ce-Ox复合氧化物脱硝催化剂用于NH3选择性催化还原(NH3-SCR)NO。考察了Mn/Ce摩尔比、焙烧温度、H2O和SO2对Mn-Ce-Ox复合氧化物脱硝催化剂活性的影响及催化剂中毒再生性能。结果表明:当NH3:NO=1:1,空速为5 000 h-1,550℃焙烧制得的Mn/Ce摩尔比为5∶1的Mn-Ce-Ox复合脱硝催化剂活性最佳,活性温度窗口为100~260℃,在此温度区间内催化剂活性大于90%。200℃时,Mn-Ce-Ox复合催化剂活性最高为97.84%;在10%(V/V)H2O蒸汽和300×10-6SO2共存条件下,200℃时,催化剂活性在开始反应2.5 h内迅速下降至53%左右,并在之后的6 h内没有明显变化;中毒催化剂经常温水洗再生处理、质量分数为3%的硝酸溶液再生处理和550℃焙烧2 h再生处理后200℃活性均能恢复到90%以上,其中中毒催化剂经质量分数为3%硝酸处理后活性恢复率最高。     

钯、铜、锰、铈三效催化剂性能研究

应用脉冲－火焰反应装置、ＸＲＤ、ＴＰＲ和氢氧滴定技术来研究Ｐｄ－Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ三效催化剂的性能。实验结果表明，不同的制备Ｐｄ－Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ催化剂的方法，则催化活性各不相同。在分层制备的催化剂中，催化性能主要以外层组分性能为主；以混合浸渍法制备的样品中，ＣｕＭｎ＿２Ｏ＿４相消失，Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ表面氧环境发生变化；表面活性剂的添加改变了Ｐｄ的分布，使催化剂表面易于还原；这些改变均对催化剂的三效性能发生影响。催化剂表面的有效贮氧量与三效活性没有明显的关系。     

V~(5+)/TiO_2-SiO_2-GF复合光催化剂制备及降解甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2、TiO2-SiO2、V5+/TiO2-SiO2光催化剂,并分别负载于玻璃纤维布上,利用X射线衍射(XRD)和比表面及孔隙度(BET)分析技术对样品进行了表征。以甲醛的降解率来评价复合光催化剂的光催化活性。结果表明:玻璃纤维布预处理方式、TiO2与SiO2的复合配比、V的掺杂量、煅烧温度对纳米TiO2的光催化活性有影响。V5+/TiO2-SiO2复合光催化剂比表面积为143.74 m2/g,晶粒粒径为16.9 nm。     

CuO-WO3/TiO2催化剂制备方法对NH3-SCR脱硝性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备xCuO-yWO₃/TiO₂催化剂(x,y分别代表样品中ω(CuO)和ω(WO₃)),并在微型固定床反应器中对制备的xCuO-yWO₃/TiO₂催化剂进行选择性催化还原脱硝(NH₃-SCR)性能评价。结果表明:采用溶胶-凝胶法制备的2CuO-6WO₃/TiO₂催化剂具有较好的脱硝性能,在250～350℃,NO_x转化率达到90%以上,相较于浸渍法制备的2CuO-6WO₃/TiO₂催化剂活性明显提高。并采用BET、XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD和XPS等表征手段对制备的催化剂进一步表征分析,结果表明:通过溶胶-凝胶法制备2CuO-6WO₃/TiO₂催化剂的比表面积和表面化学吸附氧明显提高,且还原能力和酸性增强,对NH_3...     

非离子型表面活性剂强化混合菌降解间二甲苯的性能研究

从焦化废水厂的活性污泥中筛选间二甲苯混合降解菌,并研究非离子型表面活性剂吐温80(C_(64)H_(124)O_(26))对混合菌降解间二甲苯的强化作用.研究结果表明:驯化后的间二甲苯混合降解菌以产黄杆菌属(Rhodanobacter sp.)为主,占比41.2%;仅存在吐温80作为单一碳源时,高浓度的吐温80对混合降解菌没有明显的抑制作用;吐温80与间二甲苯共存时,当吐温80浓度为2 CMC,反应72 h后间二甲苯的降解率达到最高,为76%;提前12 h(较混合降解菌)投加浓度为2 CMC的吐温80,最利于菌种的生长繁殖及间二甲苯的降解.     

介孔ZnO负载Fe-Cu-Zr复合催化剂用于催化燃烧降解乙酸丁酯

采用醇热法制备了有序球状介孔ZnO负载Fe-Cu-Zr复合催化剂,应用BET、SEM、XRD、XPS等对不同物质的量比催化剂进行了表征,研究了催化降解乙酸丁酯的活性及其影响因素,并推测了降解机理.结果表明,铁铜锆复合催化剂颗粒均匀,分散性较好,孔径大部分小于50 nm,比表面积为46～68 m²·g^-1.各活性成分能够共存和协同发挥作用,铁、铜、锆离子吸附在氧化锌晶胞内,粒子间量子作用力促使晶胞表面积略有变大.锆能够提高3种活性成分间的作用力,可以调节表面电子密度,促使结合能向低的方向偏移,增强催化剂的氧化还原能力.随着锆比例的增大,催化剂的活性也随之增强;随着初始浓度、空速、相对湿度的增加,乙酸丁酯降解效率均有所下降.在乙酸丁酯初始浓度为2590 mg·m^-3、空速为9000 h^-1的工况下,ZnO-3M催化剂降解乙酸丁酯的T₅₀为116℃,T₉₀为200℃,270℃时CO₂转化率达96%,具有良好的低温催化活性和稳定性.乙酸丁酯催...     

Effect of pretreatment on Pd/Al2O3 catalyst for catalytic oxidation of o-xylene at low temperature

The effect of pretreatment on Pd/Al₂O₃ catalysts for the catalytic oxidation of o-xylene at low temperature was studied by changing the pretreatment and testing conditions. The fresh and pretreated Pd/Al₂O₃ catalysts were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray diffraction (XRD). The results showed that the pretreatment dramatically changed the Pd/PdO ratio and then significantly affected the Pd/Al₂O₃ activity; while the pretreatment had not much influence on Pd particle size. The Pd/Al₂O₃ pre-reduced at 300℃/400℃, which has fully reduced Pd species, showed the highest activity; while the fresh Pd/Al₂O₃, which has fully oxidized Pd species, presented the worst performance, indicating the Pd chemical state plays an important role in the catalytic activity for the o-xylene oxidation. It is concluded that metallic Pd is the active species on the Pd/Al₂O₃ catalyst for the catalytic oxidation of o-xylene at low temperature.     

Ce-Zr-Ox/ATS复合催化剂的制备及其催化氧化Hg0性能研究

采用等体积浸渍法制备了一系列的Ce-Zr-O_x/ATS复合催化剂,在模拟燃煤烟气中研究Ce-Zr-O_x/ATS复合催化剂催化氧化单质汞(Hg~0)的活性.结果表明,当空速小于7000 h~(-1)时,催化剂在200~350℃的温度区间内催化氧化活性能达到80%以上.当空速为3000 h~(-1),HCl浓度为20 mg·m~(-3),氧含量为6%(体积分数),350℃时催化剂活性最高为94.70%.催化剂表征结果表明,催化剂比表面积、孔容和孔径与汞脱除能力没有相关性.抗硫实验表明,SO_2会抑制Hg~0的脱除反应,原因是SO_2与HCl在催化剂表面活性位上的竞争吸附.300℃时,通入NH_3对催化活性有一定的抑制作用,原因是NH_3会与Hg~0和HCl在催化剂表面产生竞争吸附.     

TiO2-PW9复合催化剂光催化降解游离氰

采用水热法制备了二氧化钛(TiO_2)与三缺位磷钨酸钠(Na_8H[β-A-PW_9O_(34)]·24H_2O)共价结合形成的TiO_2-PW_9复合催化剂,并对其光催化降解游离氰(CN~-)的效果进行了研究.NMR和XPS等表征结果证明,Na_8H[β-A-PW_9O_(34)]·24H_2O(简写为Na-PW_9)已成功负载于TiO_2上.光电化学表征结果表明,Na-PW_9的引入可有效提高TiO_2的界面电荷转移.光催化实验结果表明,与单独TiO_2相比,TiO_2-PW_9的光催化活性有明显提高.同时,探究了初始CN~-浓度和催化剂投加量对CN~-去除的影响.结果表明,当初始CN~-浓度为0.3 mmol·L~(-1)、催化剂投加量为1 g·L~(-1)时,复合催化剂的光催化活性最佳,反应150 min后,CN~-的去除率达到81%.CN~-的氧化产物分析结果表明,氰酸根(CNO~-)是CN~-氧化的唯一产物.自由基淬灭实验和电子自旋共振(ESR)波谱分析结果表明,~1O_2是反应体系中的主要活性氧物种.本实验可为多功能催化材料的开发及其在含氰废水污染控制领域的应用提供参考.     

一株对氯苯胺降解菌的分离鉴定及其降解特性

从某化工厂污水处理车间好氧池活性污泥中分离到一株降解对氯苯胺的细菌PCA039菌株 ,该菌株能够以对氯苯胺为唯一碳源、氮源生长 .经过对其形态特征、生理生化、以及 16SrDNA序列分析 ,该菌株初步鉴定为Diaphorobacter sp..进一步研究表明 ,该菌株的生长过程中 ,氯离子释放同步于对氯苯胺降解 ,并且氯离子的释放量与对氯苯胺的降解量相当 .其利用对氯苯胺生长的最适温度和pH分别为30℃和7.5,3d时间内的最适降解浓度为300mg/L(2.35mmol/L) .测定了降解途径中相关酶的活性 ,表明对氯苯胺经过苯胺双加氧酶初始氧化和羟基化后 ,芳环的裂解是由邻苯二酚2,3-双加氧酶催化.     

废水中对甲酚、硝酸盐和氨氮同步去除效能研究

含酚含氮废水的处理一直以来都是石油化工等行业关注重点之一.本研究采用UASB反应器,通过反硝化微生物与厌氧氨氧化微生物的耦合作用,成功实现了对甲酚、硝酸盐和氨氮的同步去除.在温度为30℃,进水pH为7.0,HRT为12 h,进水对甲酚、硝酸盐和氨氮浓度在75、78和91 mg·L~(-1)的条件下,3种污染物的去除率为95%、100%和73%以上,去除的硝酸盐和氨氮大部分转化为N_2,去除的对甲酚尚未矿化.当对甲酚、硝酸盐和氨氮的负荷为0.195、0.189和0.234 kg·m~(-3)·d~(-1)时,系统3种污染物的去除稳定在94%、75%和93%以上.微生物分析结果表明,门水平微生物主要有Chloroflexi、Planctomycetes、Acidobacteria、和Proteobacteria,属水平上Candidatus Kuenenia是主要的厌氧氨氧化微生物,Bacillus是主要的反硝化微生物,二者协同作用完成对甲酚、硝酸盐和氨氮的同步去除.     

金属催化还原技术对p-二氯苯的脱氯

研究了Pd/Fe双金属体系对p-二氯苯(p-DCB)的快速催化还原脱氯处理. 结果表明, 在Pd的催化作用下,零价Fe对p-DCB具有较好的还原脱氯效率. 当Pd/Fe双金属的钯化率为0.02%,催化还原剂的用量为4g/75mL,反应90min p-DCB脱氯率达到90%以上;p-DCB的脱氯效率与溶液初始pH值、反应温度、钯化率、Pd/Fe投加量等因素有关;p-DCB在催化还原脱氯过程中先生成氯苯,而后继续脱氯生成苯.     

有机膨润土在Pb2+和p-硝基苯酚复合污染中的吸附及机理

以Pb²⁺、p-硝基苯酚为代表污染物,用实验室模拟法研究了有机膨润土在重金属-有机物混合污染体系中的吸附行为.结果表明,在有机膨润土/Pb²⁺/p-硝基苯酚体系中,溶液中共存Pb²⁺会延缓p-硝基苯酚在有机膨润土上的吸附速率;Pb²⁺与p-硝基苯酚产生竞争吸附,竞争作用的大小与溶液中p-硝基苯酚和Pb²⁺的浓度比c(酚/Pb)以及有机膨润土对污染物的吸附机制有关,相对于吸附机制以分配作用为主的100CTMAB-膨润土,Pb²⁺与p-硝基苯酚在以表面吸附为主的100TMAB-膨润土上的竞争吸附更强.