异质结型光催化剂CuO/SnO2的制备及产氢性能

光催化降解有机废水可以实现在降解污染物同时回收清洁能源.本研究采用简单沉淀法制备了CuO/SnO2系列复合光催化剂,并用XRD、TEM对其结构进行表征.分别考察了氧化铜含量和乙醇浓度对复合材料光催化产氢性能的影响.实验结果表明,通过氧化铜与二氧化锡适当比例复合能显著提高复合材料的光催化产氢性能.复合材料48.51%CuO/SnO2的产氢性能比纯二氧化锡提高了近5倍.乙醇的浓度也对复合材料的产氢性能有较大影响,最佳的乙醇浓度为2.00 mol.L-1左右.长时间光催化产氢结果表明,每降解废水中1 kg的COD可产生氢气3724 mL.另外,对复合材料光催化分解乙醇的产氢机理也进行了分析.     

Application of random pore model for SO2 removal reaction by CuO

In this work, mathematical modeling of SO₂ removal reaction with CuO was accomplished by the random pore model. The partial differential equations, describing the reaction of a gaseous reactant with a single pellet and also a packed bed of solid reactant, were solved by the finite element method. The results of modeling consist of CuO conversion-time profiles at different temperatures and SO₂ concentrations, and also break through curves which were compared with the literature experimental data in a good accuracy. The rate constants were estimated from the initial slope of the conversion-time curves, and the product layer diffusivities were evaluated from the whole conversion-time profiles.     

微波耦合类Fenton处理水中对硝基苯酚

针对对硝基苯酚环境危害大、难生物降解的特点,为克服传统Fenton适用pH范围窄的缺点,制备了CuO催化剂,并对微波耦合类Fenton氧化对硝基苯酚溶液进行了实验研究,考察了H2O2投加量、催化剂投加量、微波功率、辐照时间、溶液初始pH对PNP去除效果的影响.结果表明,在H2O2和催化剂投加量分别为0.06mol/L和0.3g/L,微波功率125W,不调节溶液初始pH(约为6)的条件下,初始浓度为50mg/L的PNP溶液反应6min去除率达92%, TOC去除63%.比较不同氧化体系,得到微波能够增大微波耦合类Fenton体系中?OH的生成量,从而提高对PNP的去除率.实验表明,CuO催化微波耦合类Fenton作为一种新型类Fenton反应,能克服传统Fenton适用pH范围窄的局限性,并且显著提高反应效率,拓展了Fenton反应在废水处理中的应用.     

焙烧条件对CuO/ZSM-5催化剂脱硫脱硝性能的影响

以ZSM-5分子筛为载体,通过浸渍法制备10％ CuO/ZSM-5(金属氧化物质量占载体质量)催化剂,以CH4为还原气,考察不同焙烧温度和焙烧时间对催化剂脱硫脱硝性能的影响.XRD和TPR的表征结果显示,最佳焙烧条件为550℃下焙烧4h,在此焙烧条件下,10％ CuO/ZSM-5催化剂达到的最高脱硝脱硫率分别为90.6％和98.8％.     

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。     

CuO/TiO2-H2O2可见光催化亚甲基蓝脱色效果及影响因素研究

以水解法制备的锐钛矿型TiO2为载体,制备了CuO/TiO2型光催化剂.以亚甲基蓝为对象,在可见光照射下研究了H2O3加入量、pH值和催化剂投加量对脱色效果的影响,同时与改性前的TiO2催化剂进行了脱色效果的对比.结果表明亚甲基蓝在碱性条件下能较好脱色,H2O2用量和CuO/TiO2催化剂投加量分别为每1 000 mL反应液各加入10 mL和0.1 g时脱色最好;另外,TiO2催化剂也在碱性条件下能较好脱色,H2O2用量和催化剂投加量分别为每1 000 mL反应液各加入12.5 mL和0.1 g时脱色最好.最优条件下对比实验表明,CuO/TiO2型催化剂在可见光照射下具有很高的催化活性,亚甲基蓝2 h脱色率达到88%,远好于改性前的TiO2和Degussa P25催化剂.     

新型低温CuO/AC脱硫剂制备——煅烧温度对脱硫活性的影响

首次将炭载型ＣｕＯ／ＡＣ用于烟气脱硫,在最经济的烟气脱硫温度窗口（１２０～２５０℃）显示出高的脱硫活性．考查了煅烧温度和煅烧后脱硫剂的预氧化对脱硫活性的影响,并对脱硫剂进行了ＴＰＤ和ＥＸＡＦＳ表征．结果表明：经２５０℃煅烧的ＣｕＯ／ＡＣ脱硫剂具有最高的脱硫活性．２００℃煅烧,前驱体Ｃｕ（ＮＯ₃）₂未完全分解;高于２５０℃煅烧,活性组分ＣｕＯ被载体Ｃ部分还原为金属Ｃｕ 微晶,从而发生烧结、聚集,以上均导致脱硫剂活性的下降．尽管不同温度煅烧的ＣｕＯ／ＡＣ表现出大的脱硫活性差异,但吸硫后均生成同一反应产物ＣｕＳＯ₄．２５０℃煅烧的ＣｕＯ／ＡＣ脱硫剂Ｃｕ 以ＣｕＯ和Ｃｕ₂Ｏ形态存在,其中的Ｃｕ₂Ｏ在２００℃很容易氧化成ＣｕＯ     

Photocatalytic properties of hierarchical CuO nanosheets synthesized by a solution phase method

CuO nanomaterials were synthesized by a simple solution phase method using cetyltrimethylammonium bromide(CTAB) as a surfactant and their photocatalytic property was determined towards the visible-light assisted degradation of Reactive Black-5 dye. A detailed mechanism for the formation of CuO nanostructures has been proposed.The effect of various experimental parameters such as catalyst amount, dye concentration,p H and oxidizing agent on the dye degradation efficiency was studied. About 87% dye was degraded at p H 2 in the presence of CuO nanosheets under visible light. The enhanced photocatalytic activity of CuO nanosheets can be ascribed to good crystallinity, grain size,surface morphology and a strong absorption in the visible region. CuO is found to be a promising catalyst for industrial waste water treatment.     

CuO/AC@SiO_2的制备及对H_2S的深度脱除

采用模板法在CuO外包裹一层具有介孔结构的SiO_2,制备了CuO/AC@SiO_2。采用X射线衍射仪对CuO/AC@SiO_2的结构和催化活性位点进行了表征。通过固定床气固吸附实验,研究了CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附脱除性能。表征结果显示,CuO是催化氧化H_2S的活性中心,被氧化成Cu2O后吸附脱除H_2S的性能下降。实验结果表明:CuO/AC吸附H_2S时的有效穿透时间为117 min,CuO/AC@SiO_2的有效穿透时间提高到141 min,CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附性能明显提高;以Cu(NO_3)_2为前驱体的CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附量高于以Cu(AC)_2为前驱体;在Cu(NO_3)_2为前驱体、m(正硅酸乙酯)∶m(CuO/AC)=0.7、吸附温度为90℃的最佳条件下,CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附量达17.40 mg/g。     

DBD协同CuO/MnO2耦合生物滴滤塔降解氯苯的工艺性能分析

以氯苯为目标污染物,选择CuO/MnO_2作为耦合系统中的催化剂,采用介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)技术协同催化作为生物系统的预处理技术,开展废气净化的研究.实验结果发现,耦合生物滴滤塔(Biotrickling Filter,BTF)和单一生物滴滤塔系统分别在13 d和15 d内完成挂膜,氯苯的去除率分别达到100%和97%.稳定运行期,停留时间(EBRT)为90 s时,单一BTF在处理低进气浓度氯苯废气时,去除效果与耦合系统相当;进气浓度较大时,耦合系统的处理效果要明显优于单一BTF.EBRT缩短至45 s时,无论氯苯进气浓度高或低,耦合系统的处理效果均优于单一BTF.单一BTF的最大去除负荷(Eliminatory Capacity,ECmax)为41 g·m~(-3)·h~(-1),在同样实验条件下,耦合系统未达到最大去除负荷,而耦合系统和单一BTF对氯苯的矿化率分别为95%和86%.DBD协同催化能有效改善BTF对于高进气负荷氯苯废气的处理,预处理工艺能强化BTF对氯苯废气的彻底净化.通过对各功能单元对氯苯去除的贡献分析,发现DBD协同CuO/MnO_2工艺主要负责转化氯苯,BTF下段填料主要负责预处理工艺产生的中间产物的矿化,BTF上段填料主要负责剩余氯苯的去除及其矿化.