超声辐射浸渍法制备Fe-Ni-Mn/Al_2O_3催化剂及性能研究

以Al2O3为载体,分别采用超声辐射浸渍法和普通浸渍方法制备Fe-Ni-Mn/Al2O3催化剂。采用BET、XRD和SEM对催化剂的理化性质和孔结构进行了分析,以模拟酸性绿B废水为研究对象考察催化剂的催化性能。实验结果表明,浸渍溶液pH值和焙烧温度显著影响催化剂的性能。与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的Fe-Ni-Mn/Al2O3催化剂对酸性绿B脱色反应表现出较高的催化活性。     

零价铁复合有机膨润土处理染料废水的研究

针对目前印染废水处理现状及膨润土在水处理中回收困难等问题,提出将零价铁复合到有机膨润土中制成零价铁复合有机膨润土(ZVI-OB),以达到高效吸附并降解污染物的目的。以染料废水(Orange II) 作为研究对象,考察了废水中染料的初始浓度、pH以及吸附时间对ZVI-OB去除染料效率的影响,并研究了吸附后降解过程中时间和pH对污染物降解的影响以及降解前后膨润土层结构的变化。研究结果表明,ZVI-OB相对于CTMAB改性的有机膨润土而言,其吸附量有所降低,但ZVI-OB在吸附污染物之后能有效降解有机物。ZVI-OB在饱和吸附Orange II后经催化氧化,总有机碳含量降低为原来的19%,可以重复利用。     

SO2-4/TiO2光催化降解苯酚

以工业硫酸氧钛为原料水解制得SO42-/TiO2光催化剂,并以苯酚为目标降解物,考察了SO24-/TiO2的光催化性能。结果表明:随着SO42-/TiO2制备过程中焙烧温度的升高,其光催化活性逐渐增加,650℃焙烧获得的SO24-/TiO2的光催化活性最好,此后再升高温度会因催化剂中硫的挥发而下降;在确定苯酚原液初始浓度为50 mg/L条件下,SO42-/TiO2的光催化降解苯酚的最佳工艺条件为反应时间2 h、苯酚pH为7、催化剂用量1 g/L。XRD、SEM和FTIR的分析结果显示实验温度下制得的SO42-/TiO2均为锐钛型TiO2;其间掺杂的SO24-在TiO2表面分散性较好,没有聚集成大的颗粒;红外分析的结果初步判定低温(<550℃)焙烧制得的催化剂SO42-在TiO2表面是螯合双配位吸附,高温焙烧时(>550℃)SO42-在TiO2表面是桥式配位吸附。     

石油污染土壤的生物修复室内模拟实验研究

在实验室模拟的条件下,利用从克拉玛依的石油污染土壤中筛选出的4株高效降解菌,以石油烃降解率、脱氢酶活性、呼吸强度、微生物量碳氮和土壤毒性作为评价指标,研究不加生物菌剂不翻耕、不加生物菌剂翻耕、加生物菌剂不翻耕、加生物菌剂翻耕、加固定化菌剂不翻耕和加固定化菌剂翻耕6种不同实验条件对石油污染土壤修复的效果。结果表明,在63 d的修复过程中,加固定化菌剂翻耕实验F组的石油去除率达到了78.7%,比不加生物菌剂不翻耕实验A组的石油去除率提高了49.5%。随着土壤毒性逐渐降低,玉米(Zea mays L.)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)可以在F组土壤中良好的生长,达到了修复的效果。     

Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂的结构和脱硝性能

研究以纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,以CO为还原剂的脱硝催化剂的脱硝性能。实验中以计算量的Ni(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器中,70℃下至水分蒸干为止;所得粉末在550℃下、空气气氛中焙烧4 h即得所需催化剂。用以上方法分别制备2%Fe2O3-10%Cr2O3/TiO2、4%Fe2O3-8%Cr2O3/TiO2、6%Fe2O3-6%Cr2O3/TiO2、8%Fe2O3-4%Cr2O3/TiO2与10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。实验结果表明,制备的催化剂具有较好的结构,分散较为均匀。对于CO+NO反应,Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂具有较好的催化活性,NO的转化率都达到了100%。其中,10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2样品具有最好的低温活性,H2-TPR结果表明,这是由于10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2催化剂更易于被CO预还原。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

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。     

甲苯在两相厌氧系统中降解及其抑制作用

运用两相厌氧工艺处理含甲苯废水,甲苯浓度的提升对两相厌氧系统的高效性和稳定性影响较小。在提升进水中甲苯浓度的初期,即甲苯浓度≤20 mg/L时,产酸相COD去除率及酸化度下降,驯化一段时间后可恢复正常。当浓度高于150 mg/L时,甲苯将对产甲烷相微生物产生抑制作用,系统COD去除率开始下降。但进水甲苯浓度提高至200mg/L,两相厌氧系统对甲苯的去除率仍可达99%以上。在高浓度甲苯影响下,出水中高分子量物质增多,推测高浓度甲苯刺激微生物代谢分泌大分子物质。     

组合阳极联合气体扩散阴极电催化降解苯胺

采用气体扩散电极为阴极,钛基氧化物（Ti／SnO2-Sb2O5-IrO2）和金属铁构成组合阳极,构建了新型电化学氧化体系用于降解有机污染物。利用该氧化体系,在不同实验条件下考察了苯胺降解的效果与降解过程的相关规律。结果表明,阴极电位、铁阳极通电时间以及苯胺初始浓度均显著影响苯胺的降解效果。当阴极电位为-0．7V,pH3．0,铁阳极通电时间20min时,电化学处理200mg／L苯胺480min,TOC的去除效率达到80．4％,矿化电流效率（MCE）为8．6％,显示了该氧化体系具有良好的有机物降解能力。此外,苯胺降解过程中氨氮和硝态氮浓度的变化表明,苯胺分子中的氮主要转化为NH4和NO3^-。     

Fe_2O_3/膨润土微波诱导氧化处理染料废水

以膨润土为载体,采用直接沉淀法制备了Fe2O3/膨润土负载型催化剂。制备催化剂的最佳工艺条件:硝酸铁质量浓度为8.08g/L,硝酸铁与膨润土质量比为1.0,焙烧温度为350℃,焙烧时间为3h。用Fe2O3/膨润土负载型催化剂微波诱导氧化处理50mL质量浓度为50mg/L的模拟活性嫩黄废水的最佳工艺条件:催化剂加入量为0.5g,微波功率为900W,微波作用时间为5min。在此条件下模拟活性嫩黄废水脱色率达96.40%。微波诱导氧化处理模拟活性嫩黄废水的反应符合一级反应动力学方程。