催化湿式氧化处理造纸废水的研究

以过渡金属氧化物CuO为活性组分,采用催化湿式氧化法处理造纸废水,考察Cu负载量、催化剂用量、反应温度对废水COD去除率的影响。结果表明:固定氧气分压在2.5MPa和反应时间3h,催化剂用量为3g,Cu负载量为4%,反应温度为220℃,500mL浓度为3250mg/L造纸废水的COD去除率为90%,色度去除率为89%,pH值由9.6变为7.8。另外,对催化剂进行再生处理和稳定性测试。结果表明:450℃下活化3h,在上述相同反应条件下,对原废水的COD去除率降低为88%,重复使用9次后对废水的COD去除率仍能保持在85%左右。     

MnO2/Al2O3催化剂-微气泡臭氧体系催化降解喹啉及其机理

制备了纳米MnO₂,并以Al₂O₃为载体制备了掺杂型MnO₂/Al₂O₃颗粒催化剂.催化剂焙烧温度和时间分别为500℃和4 h、MnO₂质量分数为8%时,催化剂具有最高的臭氧催化氧化活性.SEM分析表明,纳米MnO₂均匀分布于Al₂O₃载体表面.MnO₂/Al₂O₃催化剂的比表面积（BET）为183.22 m²·g^-1,平均孔容为0.27 cm³·g^-1,平均孔径为4.87 nm.建立了MnO₂/Al₂O₃催化剂-微气泡臭氧催化反应体系,研究了该体系对喹啉的降解去除效果及其机理.臭氧微气泡的平均粒径为61.7 μm.微气泡臭氧投量为30 mg·L^-1时,反应60 min后喹啉去除率能达到95%以上;反应20 min后,MnO₂/Al₂O₃催化剂-微气泡臭氧体系对实际煤化工废水二级出水的TOC去除率可达到55%以上.以叔丁醇作为分子探针,证明了羟基自由基（·OH）氧化作用在臭氧微气泡催化氧化体系中对喹啉的降解起到主导作用.     

Pd/C气体扩散电极用于电生成H2O2降解苯酚的研究

采用自制的Pd/C气体扩散阴极和Ti/IrO2/RuO2阳极,在无隔膜电解槽中对苯酚模拟废水降解效果及机制进行了研究,采用电子自旋共振法(ESR)对电解体系中产生的羟自由基(·OH)进行了检测.结果表明,在Pd/C气体扩散体系中掺杂Pd催化剂可以促进H2 O2的生成(H2 O2的稳定浓度是7.5 mg/L),有利于·OH的产生.经电化学氧化处理120 min后,苯酚和COD的去除率分别达到97.2%和50%,表明在电催化氧化过程中苯酚被氧化生成了大量低分子量中间产物.废水的BOD5/COD值达到0.73是处理前的9.1倍,苯酚废水的可生化降解性通过电化学氧化处理后显著提高.在该电化学体系中苯酚的降解是在阳极直接、间接氧化及阴极产生的H2 O2、·OH的氧化共同作用下完成的.通过对紫外扫描光谱图的分析推断出苯酚在电解过程中有醌类物质生成;由GC-MS检测到了邻苯二酚、对苯二酚、苯醌等芳香族化合物和己二酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、丁二酸、丙二酸、乙二酸等短链羧酸,据此提出了苯酚降解的可能历程.     

TiO2–PANI/Cork composite: A new floating photocatalyst for the treatment of organic pollutants under sunlight irradiation

A novel photocatalyst based on TiO_2–PANI composite supported on small pieces of cork has been reported. It was prepared by simple impregnation method of the polyaniline(PANI)–modified TiO_2 on cork. The TiO_2–PANI/Cork catalyst shows the unique feature of floating on the water surface. The as-synthesized catalyst was characterized by X-ray diffraction(XRD),scanning electron micrograph(SEM), transmission electron microscopy(TEM), thermogravimetric analysis(TGA), Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR), UV–vis diffuse reflectance spectra(UV–vis DRS) and the Brunauer–Emmett–Teller(BET) surface area analysis. Characterization suggested the formation of anatase highly dispersed on the cork surface. The prepared floating photocatalyst showed high efficiency for the degradation of methyl orange dye and other organic pollutants under solar irradiation and constrained conditions, i.e., no-stirring and no-oxygenation. The TiO_2–PANI/Cork floating photocatalyst can be reused for at least four consecutive times without significant decrease of the degradation efficiency.     

制备条件对低温NH_3-SCR脱硝催化剂Mn-Ce/TiO_2结构与性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了Mn-Ce/TiO2催化剂,以NH3为还原剂,通过程序升温反应考察其选择性催化还原NO的催化性能.同时,着重探讨了焙烧温度、焙烧时间、活性物质负载量及Mn、Ce负载比例对催化剂结构和性能的影响,并用BET、XRD等对催化剂进行了表征.结果表明,活性组分负载量由0增至20%时,NO转化率随着负载量的增加而提高,当(Mn+Ce)质量分数为20%,催化剂活性最高,此后随着活性组分负载量的增加,NO转化率明显下降;Mn与Ce的负载比例为0.85∶0.15时,催化剂比表面积最大,为112.31m2·g-1;焙烧温度500℃时催化剂晶相均为TiO2锐钛矿型结构,焙烧温度升高至600℃,催化剂晶相为TiO2锐钛矿型和金红石型混合结构,且催化剂比表面积急剧减小;焙烧时间对催化剂晶相结构影响不大,焙烧时间为5h时,Mn-Ce/TiO2的脱硝性能最好.     

不同SAPO分子筛负载MnOx催化剂的低温NH3-SCR性能研究

以磷酸硅铝分子筛SAPO-5、SAPO~(-1)1和SAPO-34为载体,采用乙醇分散法制备了用于低温氨选择性还原(NH_3-SCR)NO_x的分子筛负载MnO_x催化剂.活性测试结果显示,3种分子筛催化剂均展现出优良的NH_3-SCR活性,但三者在低温区间的SCR活性存在较明显差异,其SCR活性顺序如下:MnO_x/SAPO-34MnO_x/SAPO-5MnO_x/SAPO~(-1)1.借助XRD、N2吸附-脱附、XPS、H2-TPR、NH_3-TPD、NH_3FT-IR等技术对催化剂的表面活性物种及表面酸性等进行表征分析,结果表明,MnO_x主要以无定型状态分散于载体上,负载后载体的比表面积和孔体积均有所下降.XPS和H2-TPR分析证实,不同分子筛载体上MnO_x的表面浓度与氧化态明显不同.NH_3-TPD和NH_3FT-IR分析揭示了催化剂表面均存在Bronsted酸位和Lewis酸位,其中,Lewis酸性位对低温SCR反应起着关键作用.研究表明,催化剂的催化性能会因载体不同而存在差异,高Mn4+表面浓度和丰富的Lewis酸性位对催化剂在低温区间实现优良的催化活性尤为重要.     

Glucose production from hydrolysis of cellulose over a novel silica catalyst under hydrothermal conditions

A novel silica catalyst was synthesized by evaporation-induced self-assembly (EISA) method and tested for the catalytic selective hydrolysis of cellulose to glucose. This silica catalyst exhibited a higher catalytic activity than other oxides prepared by the same method, such as ZrO₂, TiO₂, and Al₂O₃. Using silica as a catalyst, cellulose was selectively hydrolyzed into glucose with a glucose yield as high as 50% under hydrothermal conditions without hydrogen gas. The silica catalyst was characterized by Brunauer-Emmett-Teller (BET), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The results of temperature-programmed desorption of ammonia (NH₃-TPD) and textural properties indicated that the synergistic effect between strong acidity and a suitable pore diameter of the silica catalyst may be responsible for its high activity. In addition, the catalyst was recyclable and showed excellent stability during the recycle catalytic runs.     

催化剂及其制备对催化湿式氧化反应的影响

催化湿式氧化法是一种有效的处理有毒、有害、高浓度有机废水的水处理技术,文章专门针对催化剂本身的制备对催化湿式氧化的影响,以及催化剂的失活、再生、重复利用等研究做出总结,以期对有关研究者提供一定的参考。     

负载金属活性碳纤维对NO催化分解性能的研究

碳纤维用于环境保护,污染治理是个重要课题,采用浸渍法研制系列钯负载活性碳纤维,研究了它们对NO的歧化分解性能,并与其它载体催化剂进行比较,实验结果表明负载钯活性碳纤维在300℃以上能催化NO的歧化分解。负载钯活性炭和负载钯炭黑分解NO的能力明显比前者弱,石墨和分子筛载体负载钯催化剂在400℃仍没有催化分解NO的作用。催化反应温度升高,NO流量降低,钯负载量增加有利于NO分解率提高,采用钯－铜混合物负载活性碳纤维可以减少钯的使用量。     

MnOx/ACF负载型催化剂常温催化氧化二氯甲烷

采用浸渍法在活性碳纤维（ACF）上负载MnO_x制备了MnO_x/ACF催化剂,考察了将其用于常温催化氧化二氯甲烷的活性和稳定性。实验结果表明,MnO_x负载量（质量分数）为9%的9%MnO_x/ACF催化剂活性最高,在反应温度为25 ℃、二氯甲烷质量浓度为600 mg/m³时,反应90 min后9%MnO_x/ACF催化剂对二氯甲烷的去除率达71%。9%MnO_x/ACF催化剂重复使用5次后对二氯甲烷的去除率仍可达57%,具有较好的重复使用性能。催化剂表面的主要元素为C、O和Mn,且Mn主要以Mn⁴⁺形式存在。使用后的催化剂中存在二氯甲烷降解的中间产物甲酸盐和甲氧基物种,说明二氯甲烷已被成功降解。