电-多相催化反应器处理苯胺废水的研究

提出一种基于复极性固定床反应器处理有机废水的新技术:电-多相催化技术,用于苯胺废水的处理。实验结果表明,该技术对苯胺具有较好的催化降解的效果。在外加电压30V、电解时间1h、支持电解浓度800mg/L、pH值中性的条件下,降解COD为800mg/L的苯胺废水,去除率可达36.53%,同时对不同因素的影响原因进行了分析。     

北京市大气光化学氧化剂污染研究

根据在北京市开展的光化学氧化剂系列研究，讨论北京市主要光化学氧化剂Ｏ３ ，Ｈ２ Ｏ２ 和有机过氧化物的污染浓度水平及其污染特征，探讨光化学氧化剂的形成机制及其主要影响因素。结果表明，北京市存在严重的光化学氧化剂污染，中关村大气臭氧（Ｏ３） 最大浓度不仅逐年递增，而且Ｏ３ 最大值的出现时间也提前，说明大气光化学活性逐年增强。光化学烟雾的重要产物过氧化氢（ Ｈ２ Ｏ２） 和甲基过氧化氢（ ＭＨＰ） 的浓度水平较高，最大浓度分别为３－６９ 和３－２６ μｇ／ｍ ３ 。日益严重的大气ＮＯｘ 污染为光化学氧化剂的生成提供了充足的前体物，北京市的大气污染已逐渐转为机动车尾气污染型，控制北京市光化学氧化剂污染的有效途径是降低ＮＯｘ 排放     

Condensed atmospheric photooxidation mechanisms for isoprene

Two condensed mechanisms for the atmospheric reactions of isoprene, which differ in the number of species used to represent isoprene's reactive products, have been developed for use in ambient air quality modehng. They are based on a detailed isoprene mechanism that has recently been developed and extensively evaluated against environmental chamber data. The new condensed mechanisms give very close predictions to those of the detailed mechanism for ozone, OH radicals, nitric acid, H₂O₂, formaldehyde, total PANS, and for incremental effects of isoprene on ozone formation in one day simulations. The effects of the condensations become somewhat greater in multi-day simulations, particularly in cases where NO₃ reactions are important at nighttime, but the ozone predictions are still very close. On the other hand, the SAPRC-90, RADM-2, and Carbon Bond IV isoprene mechanisms give quite different predictions of these quantities. It is recommended that the new mechanisms replace those currently used in airshed simulations where isoprene emissions are important.     

含氮有机废气深度氧化催化剂的研究

本文研究了复载于改性丝光沸石上铜氧化物催化剂对有机烃类韵催化氧化活性;同时考察了催化剂对正丁胺、苯胺、硝基苯深度氧化的活性及控制NO_x能力。结果表明,Cu和改性组份La,Cr之间有明显的共助催化作用,其中Cu_3/AUM催化剂对烃类、食氮有机物的氧亿活性及控NO_x能力良好,在空速为10000h~(-1),反应温度270℃,反应物(正丁胺)浓度为260Gmg/m~3的条件下,其转化率达100％,几乎未检测到NO_x的生成,而且对空速和有机物浓度的变化具有一定妁适应性。     

介质阻挡放电-催化降解苯的研究

采用双介质阻挡放电管 ,当含苯气体的流量为 1 5L·min- 1 ,放电电压在 60 0 0V—1 2 0 0 0V范围内 ,放电管温度在 2 1 0℃左右 ,研究介质阻挡放电 催化降解苯的协同效应 .结果表明 ,在余辉区中放入催化剂 ,60 0 0V的电压下 ,苯的降解率可达 70 % ,产物中CO/CO2为 0 0 5 ;而在同样电压下 ,不放入催化剂 ,苯的降解率仅为 5 5 %左右 ,CO/CO2 约为 0 5 .由此可见 ,催化剂在余辉区时能与等离子体协同作用 ,促进苯的降解     

水环境中秸秆源溶解有机质的组成及光化学活性特征

利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱和稳态光化学反应技术,对水环境中水稻和小麦秸秆短期（91d）分解释放的溶解有机质（DOM）的组成、结构和光化学活性进行了研究.结果表明：在水环境中,秸秆分解释放DOM过程可分为物理淋溶、易分解组分分解和难分解组分分解三个阶段,其中易分解组分是该分解过程中秸秆DOM的主要来源;随分解周期增长,秸秆源DOM的芳香性、腐殖化程度及分子量不断增大,而生物可利用性逐渐减小;秸秆源DOM中的类酪氨酸、类腐殖酸和类富里酸在秸秆分解过程中逐渐累积,至分解末期,3种组分在水稻和小麦秸秆DOM中的含量分别增加了4.2%~14.3%和5.9%~12.8%,而类色氨酸和溶解性微生物分泌物相对不稳定,会被逐渐分解;秸秆源DOM的紫外和荧光光谱特征指数SUVA₂₅₄、E2/E3、S_275~295、S_R、BIX和FI均与其光生HO×、¹O₂和三线态DOM间具有良好的相关关系（r > 0.61,P < 0.05）,因此秸秆源DOM的光化学活性由其芳香结构、分子量及生物可利用性共同决定.鉴于此,研究认为,探讨生物可利用组分的光化学活性,及构建光谱特征指数预测DOM光化学活性的数学模型,是今后秸秆源DOM生态环境作用研究的两项重要内容.     

微波诱导NiO催化降解水中邻苯二甲酸二甲酯

采用超声辐射沉淀-氧化法制备了纳米催化剂NiO,用XRD、XPS、BET和SEM等方法对其进行了表征.构建了微波-NiO催化反应体系,考察了该体系对DMP的去除效率及影响因素,并利用GC/MS、LC/MS鉴定降解产物,提出了可能的降解机理.结果表明：微波诱导NiO催化氧化技术是降解DMP的有效方法,在微波（750W）诱导NiO（0.4mg/L）催化降解体系中,15min内10mg/L DMP的去除率达70%以上.降解效率受到反应体系中不同条件的影响：微波功率的增加可以提高降解效率;催化剂NiO浓度越高,降解速率越快;溶液初始pH值对DMP的降解效率影响非常大,随着pH值的增大,降解效率明显提高.通过GC/MS、LC/MS分析,反应过程中DMP的降解产物主要包括双链水解产物邻苯二甲酸以及异构化产物对苯二甲酸、单链水解产物邻甲酯苯甲酸、苯环三取代产物甲酯基-邻苯二甲酸、侧链缩合形成的双环产物和少量小分子有机酸,由此推断DMP在微波诱导NiO催化体系中的降解主要包括6个途径：水解、异构化、甲酯基反应、侧链缩合成环、羟基化和开环等.     

大气中过氧化氢的生成、污染特征及其影响因素

过氧化氢(H₂O₂)是自由基的源和汇,是对流层大气中重要的氧化剂. 采用文献研究法对1990年以来H₂O₂的文献进行搜集整理,对其生成途径、污染特征及其影响因素进行了研究. 结果表明:H₂O₂在大气、云水和颗粒物中均有存在,大气中的H₂O₂主要通过O₃和甲醛光解、VOC同OH·/O₃等反应生成. 大气中φ(H₂O₂)一般在nd～8×10-9内波动,晴天φ(H₂O₂)呈早晚低、午后高的日变化特征;φ(H₂O₂)随φ(O₃)、太阳辐射和气温的增加而升高,随φ(NO_x)、φ(VOCs)和相对湿度的升高而降低;H₂O₂氧化SO₂为SO₄2-是液相化学中最重要的反应,可以导致酸沉降以及二次气溶胶浓度的升高. 在气相光化学反应中,H₂O₂/HNO₃(体积分数比)可以指示O₃生成是VOCs控制还是NO_x控制. 今后需对OH·浓度、NO₂和O₃的光解速率等影响H₂O₂关键因素开展监测研究,此外,还需对我国特殊大气环境下H₂O₂对SO₄2-生成的贡献、不同地区H₂O₂/HNO₃指示O₃生成对NO_x或VOCs敏感性等方面开展更多的研究.      

微波诱导技术用于氧烛制氧的理论研究

传统的氧烛是将氯酸盐或高氯酸盐与金属燃料、催化剂混合后压缩所制得。其产氧原理是利用燃料燃烧所释放的热量来促成氯酸盐或高氯酸盐分解,释放出氧气。氧烛不仅因燃料燃烧而消耗所产生的氧气,而且在产氧过程中往往会产生少量的氯气等有害副产品。为解决上述两个缺陷,笔者提出一种新的微波诱导催化技术来代替传统的燃料加热方法。即在氧烛配方中舍弃燃料,而使用外加的微波作为氯酸盐分解的热源。具体方法是先对氯酸钠氧烛的热过程进行数值模拟,通过反应温度的差异解释氯气作为副产品产生的机理;为验证利用微波诱导加热代替燃料加热的可行性,对TE10基模微波场中氯酸钠的热过程进行数值模拟。计算结果表明,氯酸钠在微波场中升温均匀。因此,微波诱导是抑制产氧过程中有害副产品产生的一种有效途径。     

Ex-ante environmental assessments of novel technologies - Improved caprolactam catalysis and hydrogen storage

Utrecht University has conducted a pilot sustainability assessment for the executive board of the chemistry program ACTS (Advanced Chemical Technologies for Sustainability) of the Netherlands’ Organization for Scientific Research (NWO). These assessments represent prospective, i.e. ’ex-ante’ studies on the production of caprolactam by an improved catalyst and on different hydrogen storage options (i.e. compressed and liquefied hydrogen, storage in metal hydrides and storage in a metal organic framework). The pilot sustainability assessments followed the principles of environmental life cycle assessment (LCA), thereby focusing on non-renewable energy use (NREU) and climate change (GWP100). It was found that caprolactam with the novel catalyst has lower impacts than petrochemical caprolactam production from benzene but higher impacts than bio-based caprolactam produced via fermentation. Regarding hydrogen storage, it was found that compressed and liquid hydrogen have the highest impacts. The impacts of the metal hydrides and the metal organic frameworks show by far the lowest environmental impacts. The main reason is that these materials can be reused up to 1500 times (refilling of tank), while for compressing and liquefaction of hydrogen energy is needed each time a tank needs to be refilled. The study demonstrates the successful application of ex-ante technology assessment.