Photocatalytic degradation of phenanthrene on soil surfaces in the presence of nanometer anatase TiO2 under UV-light

The effect of nanometer anatase TiO₂ was investigated on the photocatalytic degradation of phenanthrene on soil surfaces under a variety of conditions. After being spiked with phenanthrene, soil samples loaded with different amounts of TiO₂ (0 wt.%, 1 wt.%, 2 wt.%, 3 wt.%, and 4 wt.%) were exposed to UV-light irradiation for 25 hr. The results indicated that the photocatalytic degradation of phenanthrene followed the pseudo first-order kinetics. TiO₂ significantly accelerated the degradation of phenanthrene with the half-life reduced from 45.90 to 31.36 hr for TiO₂ loading of 0 wt.% and 4 wt.%, respectively. In addition, the effects of H₂O₂, light intensity and humic acid on the degradation of phenanthrene were investigated. The degradation of phenanthrene increased with the concentration of H₂O₂, light intensity and the concentration of humic acids. It has been demonstrated that the photocatalytic method in the presence of nanometer anatase TiO₂ was a very promising technology for the treatments of soil polluted with organic substances in the future.     

钙钛矿LaMnO3负载贵金属在催化氧化碳烟中的作用

采用共沉淀法制备钙钛矿LaMnO₃,并用浸渍法在LaMnO₃上负载不同的贵金属得到系列催化剂.利用程序升温氧化反应对催化剂催化氧化碳烟的性能进行了测试.程序升温还原(H₂-TPR)、BET、XRD、SEM和FT-IR等表征手段对催化剂进行了表征.结果表明,当Pd的负载量在0.5%时,催化剂Pd/LaMnO₃的催化性能最好,和单独的LaMnO₃相比,最高燃烧速率温度降低了40℃.当负载量较小和较多时,碳烟起燃温度反而会比LaMnO₃高.在5种贵金属负载的催化剂中,其中Pd催化性能最好,依次为Au、Ru、Pt和 Rh.TPR测试表明贵金属的负载有助于钙钛矿中Mn⁴⁺的还原,对高温时Mn³⁺的还原作用不大.XRD衍射角向低角度出现了少许偏移,显示负载在表面的贵金属部分进入钙钛矿LaMnO₃的晶格结构中,使其晶粒增大;BET和SEM结果表明催化剂在反应后出现了轻微团聚现象.IR图谱显示反应前后,主要特征红外吸收带没有明显变化, 表明催化剂具有较好的结构稳定性.适量的贵金属在钙钛矿LaMnO₃上负载,能够有效地提高催化燃烧碳烟的活性.     

掺杂La或Si对Ag/Al2O3催化剂热稳定性和脱NO活性的影响

利用 BET比表面测定和 X-射线衍射技术考察了掺杂 La或 Si的 Ag/Al₂O₃催化剂的热稳定性 ,并研究了富氧条件下 ,丙烯在这些催化剂上选择性还原 NO的活性 .结果表明 ,掺杂 La或 Si能抑制 Al₂O₃相变 ,使 γ-Al₂O₃完全转化为 α-Al₂O₃的温度升至 1100℃以上 .相应地 ,延缓催化剂比表面下降 ,从活性角度来看 ,当焙烧温度为 1100℃时 ,与掺杂 La或 Si相比 ,不掺杂 La或 Si的 Ag/Al₂O₃催化剂活性要低得多 ;当焙烧温度低于 1000℃时 ,掺杂少量 La(2 % La₂O₃)对 Ag/Al₂O₃催化剂活性影响不大 ,但是 ,掺杂 Si(2%或 8% SiO₂)或较高含量 La(8% La₂O₃)会导致催化剂活性降低 .综合考虑热稳定性和富氧条件下的 NO还原活性 ,认为掺杂较低含量 La(2% La₂O₃)的 Ag/Al₂O₃催化剂性能最佳 .     

溴代甲烷在SO42-/TiO2上的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了SO₄^2-/TiO₂催化剂,运用XRD、BET比表面测定,FTIR等技术对催化剂进行了表征,并在微型常压连续反应装置上进行CH₃Br光催化反应性能考察.结果表明,SO₄^2-引入TiO₂体系使得催化剂的结构和光催化性能得到显著改善.SO₄^2-负载量为9%,烧结温度为450℃时,SO₄^2-/TiO₂催化剂的光催化活性最高;SO₄^2-/TiO₂催化剂对反应物料中的水汽有很好的耐受性;当反应温度低于85℃时,提高反应温度,有利于改善对CH₃Br的光催化反应活性,表观活化能约为19.6kJ·mol^-1,反应温度在85℃～105℃区间时,CH3Br的光催化降解表观活化能为0.     

MnFe2O4磁性纳米棒非均相Fenton催化降解水中四环素的研究

采用水热合成法成功制备出MnFe₂O₄磁性纳米棒（s-MnFe₂O₄）,并考察了商品化的Fe₃O₄、MnFe₂O₄和合成的s-MnFe₂O₄纳米棒这3种磁性纳米颗粒作为非均相Fenton催化剂降解水中四环素抗生素的性能.同时,采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、N₂吸附-脱附、振动样品磁强计（VSM）及X射线光电子能谱（XPS）等技术对催化剂的理化性质进行了表征.非均相Fenton催化降解四环素的结果表明,s-MnFe₂O₄具有最高的催化活性,反应180 min,四环素的去除率可以达到87.6%,TOC的去除率达到47.5%.自由基捕获试验证实了羟基自由基（·OH）是非均相Fenton氧化过程中的主要活性物种.s-MnFe₂O₄磁性纳米棒的高催化活性归因于其表面拥有较高含量的Mn³⁺和Fe²⁺物种,它们的存在能加速界面电子的转移效率,从而促进·OH的生成.合成的s-MnFe₂O₄催化剂具有良好的稳定性,循环使用6次,四环素的去除率仅从87.6%降低到80.2%,且氧化过程中活性组分的流失很少.     

碳负载富氧空位的NiCo2O4用于电催化还原硝酸盐

水体中硝酸盐是一种广泛存在的污染物,因此,开发用于水中硝酸盐还原的高效电催化剂受到广泛关注.采用溶胶-凝胶法耦合硼氢化钠还原法制备了碳负载富氧空位的NiCo₂O_4-x/C电催化剂,并研究其去除硝酸盐的性能.结果发现,在该体系中,耦合导电碳载体可改善半导体型电催化剂导电性,构建氧空位可促使原子H^*生成,最终实现硝酸盐高效还原.NiCo₂O_4-x/C阴极在电流密度为20 mA·cm^-2、pH=7的条件下,可于3 h内去除水中94.8%的NO₃^--N,相较于NiCo₂O₄及NiCo₂O₄/C阴极,NO₃^--N去除率分别提高了36.6%和12.2%.此外,NiCo₂O_4-x/C阴极在连续5次还原硝酸盐过程中性能并未有明显变化.结合掩蔽实验和电子顺磁共振波谱分析证实,NiCo₂O_4-x/C阴极除了可通过直接电子还原硝酸盐外,还可以通过生成原子H^*间接还原硝酸盐.通过对实际废水处理进一步验证其转化硝酸盐的性能,研究表明,NiCo₂O_4-x/C阴极可有效去除焦化废水生物出水中硝酸盐.     

富氧条件下SnO2/Al2O3催化剂上丙烯选择性还原NOx的研究

考察了分别用浸渍法、共沉淀法和溶胶-凝胶法制备的SnO₂/Al₂O₃催化剂上丙烯选择性还原NO_x的催化活性,发现制备方法与Sn的负载量对其活性有重要影响.溶胶-凝胶法制备的SnO₂/Al₂O₃催化剂活性最高,Sn的最佳负载量为5%.与浸渍法和共沉淀法制备的5%SnO₂/Al₂O₃催化剂相比,溶胶-凝胶法制备的5%SnO₂/Al₂O₃催化剂受水蒸汽的抑制作用较弱,并且在水和SO₂共存的条件下活性最高.此外,反应气中丙烯及氧气浓度的增加有利于NO_x转化率的提高.     

以堇青石蜂窝陶瓷为载体的新型钒氧化物脱氮催化剂研究

以TiO₂/Al₂O₃/堇青石蜂窝陶瓷为载体,以V₂O₅-MoO₃-WO₃为活性组分,用于氨法选择性催化还原烟气中NO的新型催化剂,并对该催化剂的活性性能和微观结构进行了评价和表征.同时,将该催化剂的活性性能与其它几种活性组分相同但载体、制备方法、结构不同的催化剂进行了对比.对比结果表明,该新型催化剂能取得最好的选择性催化还原氮氧化物催化性能BET、FT IR、XPS表征实验结果表明,其高催化活性得益于大比表面积及大孔体积,而TiO₂/Al₂O₃/堇青石蜂窝陶瓷载体及其制备方法对获得好的催化剂构型起了至关重要的作用.     

Study of DDT and its derivatives DDD, DDE adsorption and degradation over Fe-SBA-15 at low temperature

Mesoporous SBA-15 with different Fe₂O₃ loading were synthesized by an in-situ coating progress for removals of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and its derivatives, i.e., 1,1-dichloro-2,2-bis-(p-chlorophenyl)ethane (DDD) and 1,1-dichloro-2,2-bis-(4-chloro -phenyl) ethane (DDE). The results from XRD (X-ray diffractometer), TEM (transmission electron microscopy) indicated that the iron could be well dispersed on SBA-15 within 6 wt.% Fe₂O₃ loading. Nitrogen adsorption-desorption tests indicated that the synthesized materials were characterized by ordered meso-structure, high surface area and large pore volume. DDTs were removed from aqueous media in 12-hr treatment and high removal efficiency of DDTs was achieved at over 94%. DDTs could be completely degraded at 350℃ under the existence of SBA-15 with 4 wt.% Fe₂O₃ loading. The final degradation products of DDT were dichlorobenzophenone (DCB) and bis-(4-chloro-phenyl) methane (DDM), suggesting a complete dechlorination from trichloromethyl.     

不同方法制备的铟催化剂选择性还原NO

不同负载量的In/Al₂O₃催化剂分别以浸渍法、共沉淀法和溶胶-凝胶法制得,对比评价了不同方法制备的样品在富氧条件下以丙烯为还原剂,选择性催化还原NO的活性,考察了氧气浓度、H₂O对活性的影响.研究表明,铟催化剂有较高的去除NO活性,制备方法对催化剂活性具有显著影响.其中,溶胶-凝胶法和共沉淀法最高活性都可达90%左右;而浸渍法样品的活性较差,最高转化率不到60%.氧气浓度对NOx最高转化率及其相应反应温度均有重要影响.随着O2浓度的提高,最高活性对应的反应温度降低.反应气氛中H₂O的加入使铟催化剂活性大幅降低.铟与其他多种金属活性组分相比,一个突出的不同表现是,3种方法各自的最佳负载量相差不大.