Catalyst assisted destruction of trichloro ethylene and toluene in corona discharges

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酸性硫酸铵种子气溶胶对甲苯二次有机气溶胶形成和组分的影响研究

酸性硫酸铵是中国城市大气中常见的亚微米气溶胶颗粒,它在二次有机气溶胶（SOA）的形成中起着至关重要的作用.本文利用自制的烟雾腔系统开展了酸性硫酸铵种子气溶胶对甲苯SOA形成和化学组分的影响研究,采用PM_2.5粒子检测仪、高效液相色谱质谱仪和紫外-可见分光光度计测量反应产生的SOA粒子的浓度和组分.实验结果表明,酸性硫酸铵种子气溶胶能够显著促进甲苯SOA的形成.相比于没有种子气溶胶存在时,甲苯SOA中检测到的羧酸组分,甲苯光氧化产生的二醛化合物在酸性硫酸铵颗粒表面上发生非均相反应产生的咪唑类化合物是酸性硫酸铵种子气溶胶存在时甲苯SOA的主要组分.气相二醛化合物能在高浓度酸性硫酸铵种子气溶胶表面快速发生非均相酸催化反应产生咪唑类产物.这为研究高浓度酸性无机细粒子背景下,大气咪唑类含氮有机物棕色碳的形成机制研究提供了实验依据.     

Pt/CeO2催化氧化甲苯反应机制研究

采用浸渍法制备了Pt/CeO_2和Pt/Al2O_3催化剂,并通过XRD、BET、ICP-OES、H2-TPR、XPS等手段表征其物理化学性质.结果发现,Pt/CeO_2和Pt/Al2O_3催化剂上Pt负载量约为0.6%,Al2O_3载体上Pt颗粒尺寸更小,Pt/CeO_2的可还原性更强.甲苯催化氧化活性评价结果表明,Pt/CeO_2催化剂表现出更好的催化活性,T50=170℃,T90=190℃.通过UV-Raman、甲苯TPD、GC/MS、In-situ FTIR等手段进一步研究发现,Pt/CeO_2活化甲苯及反应供氧的机制与Pt/Al2O_3存在区别,其活性更好是因为:(1)负载在CeO_2表面存在高电子密度的Pt原子,具有更强的活化甲苯能力,可以直接使苯基和甲基间的C—C链发生断裂;(2)Pt的负载促进了CeO_2氧空位形成,进一步提高了CeO_2的储氧性能,加速氧循环.除了Pt解离气相氧之外,CeO_2还可以提供活性氧物种参与催化氧化甲苯的反应,进一步提高甲苯催化氧化效率.     

土壤中芳烃化合物水解吸和热解吸比较研究

为开发一种表征土壤中有机污染物流动性和生物有效性的新型方法,建立了一套热解吸装置,并对甲苯和芘在3种土壤中的水解吸和热解吸进行了比较研究.2种解吸行为均呈现二元模式,表明吸附态芳烃化合物在土壤中处于不同的结合状态.用两室一级动力学模型和指数衰减平衡方程对甲苯和芘的水、热解吸行为进行分析,分别得到水解吸易解吸部分所占百分数Frap和水、热解吸速率常数bw、bt等参数.甲苯在1、2、3号土中的Frap分别是27.9%、12.5%、16.0%;芘的分别是2.4%、22.0%、19.1%;甲苯3种土中的bw的值分别是0.241、0.018、0.038;芘的分别是0.008、0.013、0.012.Frap与bw呈正相关(甲苯:R2=0.982;芘:R2=0.991).250℃时,甲苯在3种土中的bt的值分别是0.167、0.064、0.141;芘的分别是0.036、0.062、0.047;400℃时,甲苯的bt值分别是0.429、0.084、0.398;芘的分别是0.066、0.162、0.153.bw与bt有一定的相关性(250℃:R2=0.985;400℃:R2=1.848),且Frap与bt有正相关关系.由于水解吸所得的Frap可被用于表征生物可利用性,因此可以通过热解吸技术预测污染物在土壤中的生物可利用性.     

微波辐照程序升温与恒温解吸载甲苯活性炭

利用微波作为加热手段,采用恒温解吸和程序升温解吸两种方法对吸附了甲苯的活性炭进行了解吸研究。两种方法的操作条件分别为:1.恒温400℃;2.程序升温,初始温度及升温幅度均为100℃,每个温度点保持时间10min,终温500℃保持5min。结果表明,微波恒温解吸和程序升温解吸产生的甲苯气体浓度最高可达到56.7g/m3、28.7g/m3;两种解吸方法都可以在45min左右使活性炭达到90%以上的解吸效率。对两种方法的能量消耗进行分析后发现,相比400℃恒温解吸,程序升温解吸的能量消耗可以降低23.7%。     

不同金属氧化物对等离子体降解甲苯的作用研究

常温常压下,研究介质阻挡放电(DBD)与4种金属氧化物催化剂(FeOx、MnOx、CuO、CoOx)联用降解甲苯废气.比较不同催化剂对甲苯去除率(η)、COx选择性(Scox)、副产物(O3、NO、NO2)产生量及能量产率(ηY)的影响.同时,用BET、XPS、H2-TPR、FT-IR等方法对催化剂进行表征,探究各种催化剂的不同作用.研究发现,FeOx的甲苯去除率及能量产率最高,而MnOx在分解O3和提高COx选择性方面效果最显著,但生成的NOx略高于其它催化剂.BET和H2-TPR的结果解释了4种催化剂的活性顺序:FeOxMnOxCuOCoOx无催化剂.XPS结果表明,使用过的锰催化剂有不同价态的C、N、O元素,且含有C—N,CO,C—O,CN或O—H键.FT-IR的结果进一步证实了这些键的存在,且发现可能有甲苯及其中间产物、苯甲醇和苯甲酰胺或其它酰胺物种存在,这可部分解释催化剂减少副产物生成量的原因.同时提出等离子体场下甲苯氧化机理.     

Phase behavior of TXs/toluene/water microemulsion systems for solubilization absorption of toluene

Triton Xs(TXs) surfactants/cosurfactant/water/oil(toluene) microemulsion systems for enhancing toluene solubilization were proposed and its potential was investigated for toluene removal from gas stream.The results indicated that TX-100 was superior to other TXs surfactants in removing toluene without cosurfactant.The efficiency of cosurfactants for improving toluene solubilization capacity follows the order:amine>alcohol>acid.According to the factor analysis,the linear cosurfactants are better than the bra...     

甲苯与TX100溶液间气液平衡关系

采用气相EPICS(equilibrium partitioning in closed system)法研究了甲苯与非离子表面活性剂TritonX-100(TX100)溶液间气液平衡分配关系.研究表明,甲苯的表观亨利系数(Hc)随TX100浓度的增加而降低,TX100可明显地影响甲苯在气液相的分配行为,抑制甲苯挥发;当TX100的浓度低于其临界胶束浓度(CMC),浓度的增加对Hc影响不明显,抑制甲苯挥发能力相对较弱;浓度大于CMC,Hc随表面活性剂浓度的增加迅速降低.温度对Hc的影响显著,温度升高,相应Hc也随之增大.     

Adsorption of toluene, ethylbenzene and xylene isomers on multi-walled carbon nanotubes oxidized by different concentration of NaOCl

Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were fabricated and oxidized by different concentrations of sodium hypochlorite (NaOCl) solutions. The untreated MWCNTs and modified MWCNTs were employed as adsorbents to study their characterizations and adsorption performance of toluene, ethylbenzene and xylene isomers (TEX) in an aqueous solution. The physicochemical properties of MWCNTs were greatly affected after oxidation, which influences TEX adsorption capacity. The 3% NaOCl-oxidized MWCNTs shows the greatest enhancement in TEX adsorption, followed by the 30% NaOCl. More interestingly, the 15% NaOCl-oxidized MWCNTs has lower adsorption capacities than untreated MWCNTs. The adsorption mechanism of TEX on treated MWCNTs is attributed to the combined action of hydrophobic interaction, π-π bonding interaction between the aromatic ring of TEX and the oxygen-containing functional groups of MWCNTs and electrostatic interaction. 3% NaOCl solution could not only introduce much oxygen-containing functional groups on MWCNTs, but also lead to less damage for the pore structure. This suggests that the CNTs-3% NaOCl is efficient adsorbent for TEX and that they may possess good potential for TEX removal in wastewater treatment.     

环境因素对气相甲苯光氧化反应机制的影响

以低压汞灯为光源,采用石英管连续流动态反应系统和特氟龙气袋静态反应系统,研究了环境因素〔RH(相对湿度)、温度、光照强度、有氧(空气)/无氧(氮气)气氛条件〕对低浓度(10~20 mg/L)气相甲苯光氧化过程的影响. 结果表明:①RH对甲苯光氧化反应影响显著. 干燥条件(RH为0%~5%)下甲苯光氧化去除率在8.3%~8.7%之间;当环境中有水蒸气存在(RH为20%)时,甲苯光氧化去除率降至6.5%~7.2%,其后光氧化去除率随着RH的进一步增加而逐渐增大,在RH为60%时达到最大值(9.4%~11.5%);但当RH继续增至80%时,去除率迅速降至4.4%~5.6%. ②甲苯光氧化去除率随着温度、光照强度的增加而提高. ③无论是干燥(RH为0%~5%)还是湿润(RH为60%)环境下,甲苯在有氧气氛下的去除率均高于无氧气氛;甲苯在有氧气氛下光氧化产物主要是苯和苯甲醛,在无氧气氛中的产物主要是苯. ④在干燥、有氧条件下,O(1D)应是甲苯光氧化的活性物种;在湿润、有氧条件下,甲苯的光氧化主要是通过·OH氧化降解;在无氧条件下,甲苯的光氧化主要是通过甲苯的直接光解完成.