天然沸石定向合成A型分子筛及其脱氮性能

针对污水厂尾水深度脱氨问题,以河南巩义的天然沸石为起始原料,采用常压水热合成方法,选用4种不同的工艺方案合成A型分子筛,并对合成产物的吸附氨氮性能及其纯度、晶体结构、形貌特征、孔隙率等材料结构特征进行分析与表征,探讨天然沸石制备高效脱氨分子筛的合成方法.结果表明：与直接碱溶法制备硅源相比,碱熔融活化法对沸石原料硅的利用率较高,硅源纯化合成方案产物的氨氮吸附性能显著得到改善,平衡吸附量达20mg/g以上;其晶体形貌规整有序、杂质含量低、孔道通畅,有利于吸附扩散与传质过程.综合考虑硅源制备能耗、物耗及合成产物吸附性能,天然沸石合成A型分子筛适宜的工艺方案为碱溶纯化合成法.     

Cu(II)和Pb(II)在NaA分子筛膜@Fe0固定床上的去除动力学

以不锈钢纤维烧结毡为载体,采用二次生长和液相还原法合成了一种新型的微纤复合NaA分子筛膜@Fe⁰复合材料,考察了其对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）混合溶液的去除动力学.首先,采用二次生长法在不锈钢纤维烧结毡上合成NaA分子筛膜,然后以七水硫酸亚铁、硼氢化钠和微纤复合NaA分子筛膜为原料,利用液相还原法制备微纤复合NaA分子筛膜@Fe⁰复合材料,并采用扫描电镜和X射线光电子能谱进行分析表征.然后,考察了连续固定床反应器中pH值、入口浓度和床层高度对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）去除效果的影响,并采用Bohart-Adams和Yoon-Nelson模型进行拟合分析.结果表明,纳米零价铁被均匀负载于分子筛膜表面,经过固定床动力学实验后,铜和铅附着在复合材料上;随着pH增加或入口浓度降低,Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的透过时间均延长,随着床层高度从0.45 cm增加到0.65 cm,Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）透过时间略有增加,继续增加床层高度到0.90 cm,Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）透过时间显著延长,当床层高度为0.90 cm时,70 min时Cu（Ⅱ）透过浓度达到入口浓度的4.3%,200 min时Pb（Ⅱ）透过浓度仅为入口浓度的5.6%.Bohart-Adams模型适合描述透过曲线的初始部分（C/C₀<0.5）,Yoon-Nelson模型更适合拟合长床柱中Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的连续去除.     

金属阳离子对高硅分子筛催化氧化NO的影响

采用离子交换法制备了Na-、K-、Co-、NiZSM-5分子筛催化剂.测试了它们催化氧化NO的性能并通过XRD、BET、ICP-MS和Py-IR等表征,结果表明,CoZSM-5分子筛对NO催化氧化具有最高的活性,氧化率达到47%,主要是引入Co离子的ZSM-5表面酸性最适宜NO氧化.同时,在湿度100%条件下,考察了氧气浓度（5%~20%）,空速与二氧化硫浓度（0~200×10^-6）等对CoZSM-5分子筛催化氧化NO性能的影响.实验结果表明,在30℃、空速14400h^-1和相对湿度100%条件下,SO₂浓度在200×10^-6以下对催化氧化NO基本无影响.56h催化剂稳定性实验结果表明,在30℃、NO进口浓度600×10^-6、空速18000h^-1和饱和水汽（RH：100%）条件下,CoZSM-5分子筛催化剂对NO的氧化率可维持在40%左右.因此CoZSM-5分子筛催化剂具有良好的NO氧化稳定性、抗水性和一定的抗硫性.     

SnO2/TS-1纳米材料及光催化降解工业染料研究

以SnCl_4·5H_2O为原料,钛硅分子筛TS-1为载体,采用超声溶胶-凝胶法制备了负载型催化剂SnO_2/TS-1,并对该催化剂进行X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、比表面积等表征.以罗丹明B作为模拟废水(20 mg·L~(-1)),系统研究了催化剂SnO_2/TS-1纳米材料制备条件与影响光降解性能的主要因素,并对印染企业的实际印染染料进行降解.结果表明:在pH=7.0~8.0下,经450℃焙烧制备了球形SnO_2/TS-1(SnO_2负载量为42%)纳米催化剂,比表面积为270 m~2·g~(-1),平均孔径为46.81 nm;在高压汞灯(λ_(max)=365 nm)光照60 min,催化剂用量为30 mg的条件下,催化剂对实际应用的工业染料罗丹明B、酸性蓝、活性黑、RGFL黄、酸性红A-2BF的降解率分别为96.44%、99.85%、99.78%、96.15%、94.65%,TOC与COD的下降率分别为89.3%~96.4%和81.6%~90.4%,且催化剂稳定性较好.     

MO_x-CeO_2/HZSM-5催化剂催化氧化含氯挥发性有机物研究

采用浸渍法制备了不同过渡金属掺杂的MOx-CeO2/HZSM-5（M分别表示Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu）催化剂,研究了各催化剂对1,2-二氯乙烷（DCE）的催化降解性能.结果表明,过渡金属掺杂后,MOx-12%CeO2/HZSM-5催化剂催化氧化1,2-二氯乙烷（DCE）的活性明显提高.各催化剂（记为M-CeO...     

2种孔径沸石分子筛对水中土霉素的去除研究

选择2种不同孔径的亲水性沸石分子筛5A和13X作为吸附材料,对水中的土霉素(OTC)进行吸附和脱附实验,重点考察pH、温度对吸附的影响,进行吸附动力学和热力学的计算,分析亲水性沸石分子筛的吸附机制.结果表明,2种分子筛对OTC均有较大的吸附量,吸附过程可用单层吸附模型拟合,在温度为298K、pH=7.0条件下5A和13X的饱和吸附量分别为667mg/g和1429mg/g;同一温度下13X的吸附量明显大于5A;二级动力学方程能较好地描述2种分子筛对OTC的吸附动力学,在解吸时,5A和13X分别得到91%和95%的OTC脱附率;溶液pH值对吸附影响较大,中性条件下分子筛对OTC的吸附量达到最大;热力学计算显示2种分子筛对OTC的吸附均属于自发的吸热反应,综合表观为化学氢键力占主导作用.     

TiO2/ZSM-5m光催化耦合过硫酸盐降解焦化尾水的研究

以具有介孔结构的沸石分子筛ZSM-5m负载纳米TiO2制备出复合型光催化剂,用扫描电镜、比表面及孔径分析仪和X射线衍射对形貌和结构进行表征,通过序批试验考察了TiO2/ZSM-5m/过硫酸盐体系深度降解焦化生化处理出水中残余有机污染物(ROPs)的效果和机理.结果表明,在COD初始平均浓度为352mg/L,TiO2/ ZSM-5m投加量为1.6g/L,pH值为3.0,C(Na2S2O8)为0.8g/L,常温下反应180min,COD出水平均浓度为76.3mg/L,去除率达到78.2 %,在上述优化条件下可达到现行污染物排放标准.ROPs光催化符合Langmuir-Hinshelwood模型,推测具有微介双孔结构的催化剂表面电子易被S2O82-俘获,降低空穴与电子的复合率,促进了·OH 和SO4-·形成,对ROPs的吸附和光降解有较大的强化作用.用GC-MS对处理前后废水中的污染物进行测定以揭示降解与转化规律,发现苯类特征污染物能有效降解,但产生的中间产物明显增多.     

Cu-ZSM-5对燃气烟气中NO的吸附特性

由于燃气烟气中水含量高,从预处理条件、H₂O含量和O₂含量方面考察Cu-ZSM-5分子筛吸附NO的影响.实验结果表明：在5%O₂,无水条件下,Cu-ZSM-5（Si/Al=25）吸附效果最好,穿透吸附量为0.8371mmol/g;通过FT-IR验证NTP预处理能够有效去除Cu-ZSM-5分子筛中H₂O,并保留-OH吸附位;H₂O的存在能够明显抑制Cu-ZSM-5的吸附能力,在烟气含8%H₂O的条件下,Cu-ZSM-5穿透吸附量下降至0.09566mmol/g,相比之下,混合吸附剂CMS/La-Cu-ZSM-5=1/9穿透吸附量可达0.1889mmol/g;O₂的存在可以有效促进NO吸附,但在10% O₂时出现了氧抑制现象;通过TPD和FT-IR分析,Cu-ZSM-5吸附物种以NO₂,NO,-NO₃为主,而在8% H₂O条件下,-NO₃含量较少.     

水热合成silicalite-2分子筛及对对硝基苯酚的吸附与脱附性能

以硅溶胶为硅源、四丁基氢氧化铵(TBAOH)为模板剂,按1SiO2∶0.35TBAOH∶25H2O的物质的量之比,170℃下水热晶化48 h合成silicalite-2分子筛,并用XRD、SEM等方法对其进行了表征.考察了pH、温度、投加量、NaCl浓度对模拟的对硝基苯酚废水吸附效果的影响.结果表明,在对硝基苯酚废水浓度为20 mg·L-1,pH=4,投加量为0.3g·L-1,温度25℃,NaCl浓度580 mg·L-1时,吸附量为98.4 mg·g-1.采用1.44%氢氧化钠脱附剂对吸附饱和的silicalite-2分子筛进行脱附110 min,脱附率达到85%以上.     

改性分子筛净化气相中的HCN

以浸渍法制备催化氧化HCN所需催化剂,分别以Ce3+〔Ce(NO₃)₃〕、Fe3+〔Fe(NO₃)₃〕、Cu2+〔Cu(NO₃)₂〕、La2+〔La(NO₃)₂〕为活性组分,以Hβ、HY、5A、ZSM5分子筛作为载体,进行催化剂的优选. 以恒温管式反应器作为反应装置,在250 ℃以下,考察空速、反应温度、φ(O₂)对HCN催化氧化过程的影响以及NO_x的生成率. 结果表明:以0.1 mol/L Cu(NO₃)₂溶液浸渍Hβ分子筛,于300 ℃焙烧所得催化剂Cu/Hβ,在HCN催化氧化过程中具有良好的性能. 在空速低于6 000 h-1、反应温度高于100 ℃时,Cu/Hβ催化剂对HCN的去除率高于95%;反应温度高于200 ℃时,HCN去除率接近100%. 在φ(O₂)由1%增至5%时,HCN去除率高于95%;反应温度低于200 ℃且φ(O₂)小于3%时,NO_x生成率低于5%. 表明铜基改性分子筛催化氧化脱除气相HCN方法所需反应温度低于200 ℃,受φ(O₂)影响小,具有节能、二次污染小的特点.