Mn2O3/γ-Al2O3在超临界水氧化中催化活性的研究

采用浸渍法制备了Mn2O3/γ-Al2O3催化剂,在超临界水中催化氧化降解1,5-萘二磺酸,探索了催化剂Mn2O3活性组分负载量、催化剂空速和反应溶液pH对Mn2O3/γ-Al2O3催化剂活性的影响。结果表明：Mn2O3/γ-Al2O3的催化活性在一定范围内随Mn2O3活性组分负载量的增加而提高;在一定范围内,Mn2O3/γ-Al2O3空速越小,模拟废水的COD去除率越高;Mn2O3/γ-Al2O3催化活性在反应溶液呈酸性情况下比碱性时高。     

Fe2O3/TiO2/γ-Al2O3催化剂同时脱硫脱硝性能

以溶胶凝胶法制备的15%TiO2/γ-Al2O3为载体,通过浸渍法制备12%Fe2O3/15%TiO2/γ-Al2O3催化剂,采用XRD和TPR对催化剂结构和性质进行表征,并考察不同焙烧温度、焙烧时间和载体对催化剂脱硫脱硝性能的影响。结果显示,最佳焙烧条件为500℃下焙烧3 h,12%Fe2O3/15%TiO2/γ-Al2O3催化剂达到的最高脱硝脱硫率分别为98.2%和95.4%。     

Mn的氧化价态对Mn／γ-Al2O3催化剂催化臭氧氧化气相低浓度甲苯的影响

采用共沉淀法,以Al2O3为载体制备Mn／γ-Al2O3和Mn—Ce／Mn／γ-Al2O3催化剂,并分别在N2气氛和O2气氛下焙烧。采用固定床连续流动反应器,研究所制备催化剂在室温条件下催化臭氧氧化甲苯的性能。通过XRD、XPS和FTIR等手段对催化剂的结构和组成进行表征。结果表明,Mn／Mn／γ-Al2O3催化剂具有良好的催化臭氧氧化甲苯和催化臭氧自身分解的性能,共沉淀法制备催化剂的最佳Mn负载量为20％。O2气氛焙烧和Ce的加入,可以有效提高催化剂的活性和寿命。原因是O2气氛焙烧和Ce的加入可以提高Mn的氧化价态。催化剂失活的主要原因是有机副产物在催化剂表面吸附堆积,失活催化剂在550℃、空气气氛下焙烧可恢复催化性能。     

CuO/γ-Al_2O_3的制备及其湿式催化氧化性能研究

针对常温常压的废水双氧水催化氧化,采用浸渍法制备CuO/γ-Al2O3催化剂,利用比表面积、XRD手段表征了制备工艺对催化剂的影响,以模拟苯酚废水为研究对象考察催化剂的催化性能.研究表明,焙烧温度和活性组分含量等显著影响催化剂的性能,催化剂对双氧水催化氧化苯酚溶液具有较高的催化活性.     

聚乙烯醇在超临界水氧化中降解

以H2O2为氧化剂用间歇式超临界水氧化装置对聚乙烯醇(PVA)废水进行降解研究。通过正交实验,考察了反应温度、压力、时间及氧化剂过氧倍数对降解效果的影响,并且采用GC/MS对液相降解产物进行表征推测其可能降解途径。结果表明:PVA在SCWO体系中能完全降解,反应温度440℃、压力28 MPa、氧化剂过氧倍数4、反应40 min时,COD去除率为99.03%,出水COD=89.09 mg/L。PVA在SCWO体系中降解为烯烃、烯酮、醇和羧酸类中间产物、最终降解为小分子的饱和直链烷烃类液相产物。     

Mn-Fe-Ce/γ-Al2O3催化剂的制备及其在奶牛养殖废水处理中的臭氧催化氧化性能

不同地区的奶牛养殖废水水质具有地域性。在南方地区,常规处理工艺出水COD和色度普遍偏高,臭氧催化氧化是一种非常有潜力的技术。采用优化的浸渍焙烧的制备方法,以γ-Al_2O_3为载体,制备了Mn-FeCe/γ-Al_2O_3催化剂,并对其性状进行了表征。将该催化剂用于实际奶牛养殖废水一级好氧池出水的臭氧氧化中,结果表明:经含锰、铁和铈化合物的前驱体浸渍液浸渍并进行焙烧方法得到的Mn-Fe-Ce/γ-Al_2O_3催化剂对奶牛养殖废水有较好的催化性能;在臭氧投加量为12.5 mg·(L·min)~(-1),催化剂投加量为60 g,反应20 min的条件下,COD去除率由使用γ-Al_2O_3时的20.4%提高到48.9%,单独使用臭氧时仅为13.8%;色度去除率可达95%;BOD_5/COD达到0.54。臭氧催化氧化不仅可以去除COD和色度,而且有效改善了可生化性,为氧化出水继续使用生化法创造了条件。添加TBA作为HO·的淬灭剂实验结果表明,HO·在体系中起主要作用。研究结果可为奶牛养殖废水处理提供新的技术方法。     

Fe-Mn/γ-Al2O3催化O3-H2O2协同氧化间甲酚

为提高臭氧氧化法对难降解有机污染物的降解效率,采用在催化臭氧氧化体系中引入H_2O_2的方法,建立催化O_3-H_2O_2联合氧化体系,使O_3与H_2O_2在体系中起协同作用。采用等体积浸渍法筛选制备了具有高催化性能的Fe-Mn/γ-Al_2O_3催化剂,应用于O_3/Fe-Mn/γ-Al_2O_3/H_2O_2复合体系协同催化臭氧氧化处理间甲酚模型废水。通过扫描电子显微镜(SEM)、物理吸附、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线光电子波谱(XPS)对催化剂的物理化学性质进行表征。考察了O_3投加量、H_2O_2投加量、初始pH、空速等因素对Fe-Mn/γ-Al_2O_3催化O_3-H_2O_2氧化间甲酚处理效果的影响,并采用GC-MS和LC-OCD,对Fe-Mn/γ-Al_2O_3催化O_3-H_2O_2氧化间甲酚的中间产物的类型及相对分子质量进行分析。结果表明,当以Fe-Mn/γ-Al_2O_3为催化剂时,协同催化氧化体系的最优处理参数为:间甲酚浓度100 mg·L~(-1),O_3投加量481 mg·L~(-1),反应时间10 min,空速6 h~(-1),H_2O_2投加量211 mg·L~(-1),进水pH 6.7。在此条件下,TOC去除率可达68.37%,间甲酚转化率可达100%。以上研究结果可为2种技术联用降解煤化工废水提供参考。     

Fe/Ga2O3-Al2O3催化甲烷还原NO的性能

以甲烷为还原剂的选择性催化脱硝技术(SCR-CH_4)是一种很有潜力的新的脱硝方法,但催化剂的催化活性比较低。为了提高催化剂的活性以及抗水能力,可使用Fe对Al_2O_3负载的Ga_2O_3催化剂进行改性。采用共沉淀法,制备了xFe/Ga_2O_3-Al_2O_3催化剂,在固定床反应器中测试其选择性催化CH_4还原NO的性能。使用XRD、N_2吸附脱附、XPS、H_2-TPR、Py-IR等方法进行表征。结果表明:经过Fe改性后的催化剂提高了中高温的催化活性,提高了催化剂的N_2选择性,并改善了催化剂的抗水特性;5Fe/Ga_2O_3-Al_2O_3催化剂在500℃、富氧条件下,达到76%的NO转化率和100%的N_2选择性;在5%水蒸气条件下,5Fe/Ga_2O_3-Al_2O_3在500℃仍保持60%以上的NO转化率。N_2吸附脱附结果显示,引入Fe后,催化剂保持了原有比表面积,并且大大增加了催化剂孔径,可提高催化剂抗水能力。XPS与UV-vis显示,5Fe/Ga_2O_3-Al_2O_3具有高含量的游离态Fe~(3+),可提高催化剂的中高温活性。H2-TPR结果显示,Fe的引入提高了催化剂氧化还原能力,增强了原有Ga_2O_3-Al_2O_3中高温的还原活性。Py-FT-IR结果显示,催化剂表面同时存在Lewis酸和Br?nsted酸,铁的引入增加了催化剂表面的Lewis酸量。因此,Fe修饰Ga_2O_3-Al_2O_3是提高Ga_2O_3-Al_2O_3催化剂的SCR-CH_4脱硝性能的有效方法。     

微波催化反应中Fe2O3/γ-Al2O3的制备及催化性能研究

以γ-Al2O3为载体,通过等体积浸渍法制备一种载铁催化剂。以微波非均相Fenton反应对甲基橙的脱色效果作为判断催化剂活性的依据,分别考察浸渍液(Fe(NO3)3.9H2O溶液)浓度、焙烧温度、焙烧升温速率、焙烧时间对催化性能的影响,并对复杂协同体系中的反应机制进行初步探讨。结果表明,在浸渍液浓度为8%(质量分数)、焙烧温度为300℃、焙烧升温速率为10℃/min、焙烧时间为2h时催化剂Fe2O3/γ-Al2O3活性最优;复杂协同体系作用机制表现为微波非热效应降低甲基橙分子化学键强度,热效应促使催化剂表面产生"热点",3者(微波、H2O2、催化剂)协同强化催化氧化反应。然而,在微波催化过程中,催化剂孔道坍塌可能影响催化剂活性。     

MnxCe1-xO2／γ-Al2O3催化剂的制备及其催化甲苯的燃烧性能

以γ-Al2O3为载体,以MnxCe1-xO2为催化活性组分,采用浸渍法制备了一系列负载型MnxCe1-xO2／γ-Al2O3催化剂（x=0、0．2、0．4、0．6、0．8、0．9、1）,在固定床反应器中评价了催化剂对甲苯的催化燃烧性能。结果表明,MnxCe1-xO2／γ-Al2O3催化剂的催化活性与催化剂的焙烧温度、活性组分MnxCe1-xO2的负载量以及Mn、Ce摩尔比有显著关系,其中焙烧温度550℃、负载量为20％、Mn、Ce摩尔比为4：1时,即MnxCe1-xO2／γ-Al2O3催化剂对甲苯的催化性能最佳,反应温度为180℃时,甲苯的转化率达到95％。并在连续100h的稳定性操作后,催化剂的活性基本无变化。采用XRD、BET以及SEM等分析测试手段对催化剂的结构以及表面进行了表征。     

NiOγ／-Al2O3反应吸附苯并噻吩

以等体积浸渍法制备了负载型NiOγ／-Al2O3吸附剂,在固定床反应装置上对含苯并噻吩的模型化合物进行反应吸附脱硫实验,考察了NiO负载量、模型化合物硫含量及活性组分的形态对吸附剂脱硫性能的影响,并用XRD、SEM—EDS分析、XPS分析对载体和吸附剂进行了表征。实验结果表明：NiOγ／-Al2O3吸附剂具有较高的穿透硫容,能有效脱除模型化合物中的苯并噻吩;反应过程中生成了NiS;C的沉积以及Ni的硫化物的生成导致了吸附剂的失活。     

γ-Al2O3负载Mn基催化剂低温催化臭氧氧化NO

利用等体积浸渍法制备γ-Al2O3负载Mn基催化剂,考察了掺杂元素种类,掺杂元素与Mn元素摩尔比以及煅烧温度对NO低温（100 ℃）催化氧化活性的影响,并对催化剂在有SO2或H2O的烟气中的稳定性进行了探究。结果表明,掺杂元素为Ce,Ce/Mn=0.4,煅烧温度为500 ℃条件下制备的催化剂NO催化活性最佳,在NO体积浓度为500×10-6,臭氧浓度为20.9 mg·L-1,n(O3)/n(NO)=0.2,反应温度为100 ℃,模拟烟气总流量为1.0 L·min-1,模拟烟气相对湿度为4%的条件下,NO的转化率最高可达70%。此外,还对催化剂在不同条件下的稳定性和活性恢复情况进行了探究。实验最终实现了在低O3浓度条件下达到较高NO转化率的目的,为烟气脱硝提供了一种具有应用潜力的新技术。     

CuMnOx／γ-Al2O3及稀土助剂对VOCs催化燃烧性能的影响

利用浸渍法制备了Cu—Mn复合氧化物催化剂和加入不同稀土含量的Cu—Mn复合氧化物催化剂,通过实验优选出加入稀土催化剂中稀土含量的最优配比,以气相色谱为检测手段,考察了加入稀土和不加稀土催化剂的催化燃烧性能,结果表明,加入稀土的催化剂T99（催化处理效率达到99％时的温度）比不加稀土的催化剂降低30～40℃,具有更好的低温活性,且对多种VOCs均能降低反应温度。     

CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂降解丁基黄药

CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂是降解丁基黄药的优良试剂。该试剂与传统的Fenton试剂相比,提高了反应的pH值,可在较高pH(4~5)条件下反应,而传统的Fenton试剂的适宜pH值一般在3以下。采用单因素实验和正交实验相结合的方法研究了pH、催化剂投加量、过氧化氢投加量以及反应时间对丁基黄药降解效果的影响,并对催化剂的使用寿命进行了探讨。研究结果表明,反应的最佳条件为:pH为4~5,催化剂投加量为6 g/L,过氧化氢用量为30 mg/L,反应30min。在此反应条件下,丁基黄药的降解率达98%以上;影响丁基黄药降解效果的因素大小顺序为:pH>反应时间>H2O2用量>催化剂投加量,其中pH对CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂降解丁基黄药的影响最为显著。     

NiO/γ-Al2O3反应吸附苯并噻吩

以等体积浸渍法制备了负载型NiO/γ-Al2O3吸附剂,在固定床反应装置上对含苯并噻吩的模型化合物进行反应吸附脱硫实验,考察了NiO负载量、模型化合物硫含量及活性组分的形态对吸附剂脱硫性能的影响,并用XRD、SEM-EDS分析、XPS分析对载体和吸附剂进行了表征。实验结果表明:NiO/γ-Al2O3吸附剂具有较高的穿透硫容,能有效脱除模型化合物中的苯并噻吩;反应过程中生成了NiS;C的沉积以及Ni的硫化物的生成导致了吸附剂的失活。     

介孔纳米γ-Al2O3对稀土元素锎、铈的吸附性能

以介孔纳米γ-Al2O3为吸附材料,重点研究了吸附剂投加量、溶液pH、吸附时间及温度对介孔纳米γ-Al2O3吸附稀土元素镧、铈的影响。通过正交实验优选出介孔纳米γ-Al2O3对稀土元素镧铈吸附的最优参数,采用10mg／L的La^3＋、Ce^4＋标准溶液,选择投加量、pH、吸附时间为影响因素,进行3因素3水平的正交实验。通过正交实验与单因素实验综合分析表明最佳实验方案为：投加量为0．20g,pH为7,吸附时间为15min。在初始浓度为10～100mg／L时,介孑L纳米γ-Al2O3对La^3＋、Ce^4＋的吸附符合Langmuir等温吸附式。拟合得到的理论饱和吸附量分别为22．32mg／g和23．75mg／g。     

六氯苯的O3及UV/O3高级氧化降解试验研究

采用O3、UV/O3高级氧化法对水中六氯苯（HCB）的降解效果及机理进行了研究,并对结果进行了比较,结果表明,UV本身对HCB的去除率贡献不大,HCB可被O3、UV/O3快速降解,即UV＜O3＜UV/O3;O3、UV/O3作用时,提高体系的初始pH值不利于HCB的降解,在pH＝3,HCB=0.2 mg/L,反应40 min时,HCB的去除可达50%左右,酸性条件下有利于降解反应的进行;无论是O3单独作用还是UV/O3联合作用,HCB的降解基本上满足准一级反应动力学规律,如果体系的pH值基本保持恒定,这种规律就更为明显。根据离子色谱(IC)、GC对六氯苯降解中间产物进行了测定,探讨了O3、UV/O3降解六氯苯的途径和机理。     

超临界水氧化活性艳红M-2B染料废水动力学研究

用H2O2作为氧化剂,在595～704 K、18～30 MPa条件下,对活性染料废水进行超临界水氧化反应.实验结果表明,COD去除率随温度、压力、停留时间和氧化剂量的增加而上升,在704 K、28 MPa时,COD去除率可达到98.4%,停留时间小于35 s.COD、H2O2和水的反应级数分别为1、0和0;反应活化能Ea为37.21 kJ/mol;指前因子A为76.69 s-1.     

γ-Al2O3负载Ni、Fe催化剂同时脱硫脱硝

采用浸渍法制备了不同负载量的Ni(x)Fe(y)/γ-AL2O3催化剂,通过XRD、H2-TPR、BET和SEM对催化剂进行表征,使用微型催化反应装置考察催化剂在以CO作为还原气时,同时脱硫脱硝的催化活性。结果表明,NiO和Fe2O3做为活性组分可以很好地分散在γ-Al2O3载体上,并且不破坏其结构;Ni(8)Fe(2)/γ-Al2O3催化剂有最佳的脱硫脱硝活性,脱硫率达到96.55%,脱硝率达到97.92%。     

CuO/γ-Al_2O_3类Fenton试剂降解丁基黄药

CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂是降解丁基黄药的优良试剂。该试剂与传统的Fenton试剂相比,提高了反应的pH值,可在较高pH（4~5）条件下反应,而传统的Fenton试剂的适宜pH值一般在3以下。采用单因素实验和正交实验相结合的方法研究了pH、催化剂投加量、过氧化氢投加量以及反应时间对丁基黄药降解效果的影响,并对催化剂的使用寿命进行了探讨。研究结果表明,反应的最佳条件为：pH为4~5,催化剂投加量为6 g/L,过氧化氢用量为30 mg/L,反应30min。在此反应条件下,丁基黄药的降解率达98%以上;影响丁基黄药降解效果的因素大小顺序为：pH〉反应时间〉H2O2用量〉催化剂投加量,其中pH对CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂降解丁基黄药的影响最为显著。