改性污泥基生物炭的制备及其对Cd2+的吸附特性研究

为了提高废水中Cd~(2+)的去除效率并获得高效、低成本吸附剂,以市政污泥为原料,在300℃和500℃条件下限氧热解制备生物炭(BC300和BC500)并用NaOH进行改性(NC300和NC500)。通过元素分析、扫描电镜和傅里叶红外光谱等方法对污泥基生物炭进行表征,运用吸附动力学和吸附等温线系统研究了改性前后污泥基生物炭对Cd~(2+)的吸附特性。结果表明:与未改性的污泥基生物炭相比,改性污泥基生物炭的极性降低,疏水性增强;碱改性炭表面具有更多的-CH_2-,C=O和C-O等官能团,有利于水体中Cd~(2+)的吸附; 4种污泥基生物炭对Cd~(2+)的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,NC300和NC500对于Cd~(2+)的最大平衡吸附量较改性前分别提高了2倍和1.1倍。     

MnO_2基材料常温催化降解甲醛研究进展

甲醛(HCHO)是室内空气中的主要污染物之一,已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质,对人体健康构成了极大威胁。常温催化技术在室温下即可将甲醛降解为无毒无害的CO_2和H2O,能耗低,具有较好的应用前景。二氧化锰(MnO_2)具有价格低廉、环境友好等优势,且晶型种类多,表现出优异的甲醛催化性能,具有较大的实际应用价值而被广泛研究。本文综述了MnO_2基催化剂,包括离子掺杂MnO_2、MnO_2固溶体和负载型MnO_2的甲醛催化活性及其制备方法,并探讨了其活性影响因素、常温催化反应机理,分析了其研究现状及发展趋势。     

全尺寸SCR烟气脱硝评价系统的研发

全尺寸SCR烟气脱硝评价系统是以天然气燃烧尾气为基础模拟实际工程的烟气条件,相比电加热升温更加贴近工况条件;利用NH_3催化氧化实现了NO气体的供给,大幅度降低了运行成本;整套系统可实现烟气温度、风量、污染物浓度可调。实验结果表明:空速、NO浓度和系统温度波动较小,长时间稳定运行,且SO_2浓度的改变可以敏感地反映到脱硝效率上,因此适合对全尺寸蜂窝SCR催化剂进行活性评价,研究工业催化剂运行过程中遇到的各种问题。     

典型燃煤电厂废SCR催化剂解析及环境管理思考

目的提出废烟气脱硝催化剂成分解析、产生量预测及处理处置的对策。方法用ICP方法对烟气选择性催化还原脱硝过程中产生的大量废SCR催化剂化学成分等进行分析。采用数学模型对废SCR产生量进行估算,并在此基础上给出将废SCR催化剂列入危废名单的原因。结果在燃煤电厂装机容量的基础上进行理论推算,我国将从2017年开始大量产生SCR催化剂固体废弃物,并会逐年增加,在2020年以后逐步稳定在25×104~30×104 m3/a。废SCR催化剂中Ti的含量最高,约占23.3%~46.2%。W,V,Mo,Ba是SCR催化剂中的活性组分,并且不同SCR催化剂中活性组分的含量并不相同。钒的含量对废SCR催化剂的潜在判定影响较大。SCR催化剂可能会吸附砷、汞、镉等重金属以及各种飞灰成分等物质,从而增加了废SCR催化剂的化学成分。依据《国家危险废物名录》第二条的相关规定,鉴于废烟气脱硝催化剂不排除具有危险特性,且不处理或处理不当可能对环境或者人体健康造成有害影响。基于此,本研究团队将烟气脱硝过程中产生的废钒钛系催化剂建议纳入危险废物统一管理。结论废SCR催化剂是我国近期出现并将长期存在的一种脱硝危废,尚缺乏符合国情的处理处置经验。为了建设"天蓝、地绿、水清"的美丽中国,需要继续探索可行的废SCR催化剂的监督和管理措施,完善各项标准和法规,最终实现对废SCR催化剂进行有效的监管。     

硅基多孔材料的表征及其对SO2的吸附性能

为增强火山灰反应的强度,提高对SO₂的脱除性能,以粉煤灰为原料采用两步水热合成法制备硅基多孔材料,并对制备的材料进行表征.结果表明:硅基多孔材料整体呈无序形态,主要成分为水化硅酸钙和CaCO₃,属于无定型的非晶相物质;由C、O、Si、Na、Ca等元素构成,主要以SiO₃2-、CO₃2-的形式存在;呈蜂窝和玻璃纤维的网状结构,内部空隙发达,比表面积较大,且存在有大量的吸附水和结合水.利用固定床反应器测定了硅基多孔材料对SO₂的吸附性能,在入口ρ（SO₂）为1 200 mg/m3、吸附温度为50℃、SO₂含氧量为9%、粒度为200目（0.075 mm）的条件下,SO₂的吸附量可达24.87 mg/g,脱硫率可达100%,与钙基吸附剂相比吸附量提高了74%;将吸附SO₂后的硅基多孔材料在700℃下焙烧3 h,可以继续吸附SO₂,重复使用率可达72.24%.由于SO₂在脱除过程中存在一定的化学反应,含氧量的增加能够提高其对SO₂的吸附量.研究显示,硅基多孔材料脱除SO₂的过程是由物理吸附和化学反应相结合的结果,其中由于制备的硅基多孔材料具有较大的比表面积和较为丰富的孔结构,有利于物理吸附;同时,在两步法制备硅基多孔材料的过程中使火山灰反应得到增强也同样提高了SO₂与硅基多孔材料的化学反应,进而增强了化学吸附的效果.      

“大数据”预测分析与三丁基锡暴露有关疾病

通过毒理学“大数据”,挖掘三丁基锡（TBT）潜在的生物影响信息,预测分析TBT暴露与人类相关疾病的关系.通过比较毒理组学数据库（CTD）搜集到488个和TBT具有相互作用的基因.基因相互作用网络图显示TP53拥有相关联基因最多,处于中心地位;其次是ESR1和FN1.CTD分析与TBT相关的疾病,发现前10类疾病分别是癌症、神经系统疾病、心血管疾病、泌尿生殖系统疾病（女）、消化系统疾病、代谢疾病、泌尿生殖系统疾病（男）、内分泌系统疾病、免疫系统疾病、呼吸道疾病.KEGG通路和DAVID基因功能注释分析,发现TBT不仅和代谢性疾病有较高的关联性,其相互作用基因在糖代谢途径上亦有较密集的基因功能注释.PASS的活性预测也发现TBT可能影响多种与糖代谢相关的酶生物活性.这提示TBT对糖代谢相关疾病的影响应引起人们的注意.     

Fe-Ce/ZSM-5复合催化剂的制备及其催化性能

采用浸渍法制备了Fe-Ce/ZSM-5复合催化剂,并将其用于甲基橙的催化降解。利用单因素实验考察了溶液pH、初始甲基橙质量浓度、催化剂加入量、初始H_2O_2浓度及反应温度对准一级动力学方程反应动力学常数的影响,对催化剂的稳定性进行了测试,并探讨了甲基橙的催化降解机理。实验结果表明:在溶液pH 5.0、初始甲基橙质量浓度100 mg/L、催化剂加入量1.0 g/L、初始H_2O_2浓度20 mmol/L、反应温度20℃的优化条件下反应60min,反应动力学常数高达0.034 min~(-1),甲基橙降解率高达87%,铁离子流失量仅为0.019 mg/L;催化剂重复使用3次后,甲基橙降解率仍高于80%,保持了较高活性。     

植物法改性类Fenton反应催化剂降解甲基橙

采用银杏叶和桑叶提取液制备了改性类Fenton反应催化剂并进行了表征分析,研究了溶液初始p H、反应温度、催化剂加入量、甲基橙初始质量浓度等因素对甲基橙降解率的影响,同时考察了催化剂的重复使用效果。表征结果表明:制备出的催化剂为Fe_2O_3和Fe OOH的混合物;桑叶改性催化剂的粒径分布较银杏叶改性催化剂均匀,粒径较小,比表面积较大。实验结果表明:在初始p H为6.23、反应温度60℃、催化剂用量1 g/L、甲基橙初始质量浓度100 mg/L的条件下,银杏叶改性催化剂的甲基橙降解率为99.40%,桑叶改性催化剂的甲基橙降解率为99.96%;碱性条件下,甲基橙降解率仍接近100%,扩宽了反应的p H适用范围,为碱性条件下处理偶氮染料提供了新思路;催化剂重复使用6次之后,甲基橙降解率仍可达到99%。根据反应前后溶液的紫外-可见吸收光谱,初步探讨了降解机理。     

新型类Fenton催化剂表征及其降解染料废水的试验研究

钴基和铜基类Fenton催化剂是近年来的研究热点,对新型类Fenton催化剂进行SEM,EDS,XPS表征,得知催化剂中的金属元素主要为钴和铜。通过单因素分析法,研究影响该催化剂处理甲基橙模拟废水效果的因素。结果表明:该催化剂在pH为3~9的范围内均表现出较好的催化降解能力;当双氧水的添加量达到20 mL/L时,催化降解能力不再增加;催化剂的投加量影响催化降解能力达到最大的时间;此外,双氧水的投加方式影响降解所需的时间而对最终的处理效果影响不大。     

固体超强酸催化合成PESA及其阻垢性能研究

以马来酸酐为原料、首次应用固体超强酸SO_4~(2-)/M_xO_y为催化剂"一锅法"催化合成聚环氧琥珀酸(PESA)。采用FTIR、GPC对产物结构和分子量进行了表征,利用SEM、XRD考察了产物对Ca CO_3沉渣形貌和物相,并探讨了其阻垢机理。结果表明:8种固体超强酸SO_4~(2-)/M_xO_y中SO_4~(2-)/Ti O_2-Si O_2催化活性最好,阻垢效率高达98.87%;FTIR分析证实了产物分子结构具有羟基、羧基、C-O-C基团,聚合物为PESA;GPC分析该PESA的数均和重均相对分子量分别为1 471和1 609;SEM和XRD分析表明该PESA能有效地损伤和变形Ca CO_3沉渣的晶体习性和结构,表现了明显的晶格畸变能力。