MnOx同步除锰氨氮滤池的快速启动及污染物去除机制

通过将MnO_x负载于石英砂表面形成MnO_x滤料,并以此构筑滤池,开展动态试验,考察了滤池的启动周期、污染物去除效率及影响因素;同时通过表征MnO_x结构变化和灭活滤料表面微生物等方法探究了MnO_x滤池的污染物去除机制.结果表明:运行第1d滤池出水锰即可达标,运行至第9d,滤池启动完成,可实现对水中锰和氨氮的同步有效去除.滤池可稳定同步去除锰和氨氮的最大平均浓度分别为1.4和1.6mg/L,滤速为6m/h,且通过提升水中溶解氧含量可进一步增强滤池对锰和氨氮的去除效果.SEM、EDS和XRD分析结果表明,滤池运行过程中, MnO_x由相对密实的颗粒堆积形态逐步发展为多孔的一体化海绵状结构,其组成由ramsdellite和birnessite型MnO₂,逐步发展为buserite和birnessite型MnO₂,但元素组成相对较为稳定.结合滤料表面的微生物灭活实验,认为滤池稳定运行阶段,MnO_x对锰的去除主要为非生物作用,...     

零价汞在MnOx/α-Al2O3-氯气体系中的催化氧化

为强化烟气中零价汞向二价汞的转化,利用模拟含汞烟气研究了以MnOx/α-Al2O3作为催化剂、利用氯气作为氧化剂催化氧化零价汞的方法.着重考察了氯气浓度、温度、空速和SO2对催化氧化零价汞性能的影响,并与HCl作为氧化剂的结果进行了对比.同时,对催化剂进行表征,探讨了催化剂表面吸附态汞的形态.研究结果表明,Cl2较HCl更易活化且活性温度区间更广,在100～300℃范围内,Cl2体积分数为2.0×10-6时的催化氧化效率即可达80%以上;在1.6×104-6.4×104 h-1空速范围内,零价汞氧化率保持在90%以上.空速继续提高到1.92×105h-1时,零价汞氧化率呈现线性下降趋势;烟气中的SO2与Cl2:反应会消耗Cl2,Cl2体积分数低时对催化氧化反应抑制作用显著,但Cl2体积分数增至5.0×10-6时对催化氧化反应的抑制效果较弱,仅为10%左右.     

MnOx和CeO2催化剂在含NO气氛中氧化模拟碳烟的研究

用沉淀法制备了MnOx和CeO2两种催化剂并用于氧化模拟碳烟.XRD、BET、O2-TPD和NO-TPD表征结果表明,CeO2的比表面积和NOx吸附容量更大,而MnOx则具有更多的氧物种(晶格氧O2-).TPO结果表明,气氛中引入的NO明显促进了碳烟的氧化.在无催化剂、加入CeO2和MnOx3种情况下,模拟碳烟的起燃温度Ti分别降低了38、41和101℃.DRIFTs结果表明,催化剂活性氧物种和反应过程中生成的NO3-是NO促进碳烟燃烧的关键因子.可能的反应路径为:低温富氧条件下气相中的O2吸附在催化剂表面上,丰富的活性氧物种(如O2-、O2-f和O-)得到激活和转化,进而将弱吸附NO2和活性NO2*氧化成NO3-;在高温时则释放出活性很强的NO2*和O-,因而能促进碳烟氧化,其中间产物为碳氧复合物C(O).     

锰前驱体对MnO_x/TiO_2催化剂低温选择性催化还原NO_x影响

以醋酸锰和硝酸锰为前趋体通过浸渍法制备了MA和MN两种系列的MnOx/TiO2催化剂,结合BET、XRD、TPR及FT-IR等手段对催化剂进行了表征,并进行了比较,同时对两种系列的催化剂进行了选择催化还原脱硝的活性测试。结果表明,MA和MN均具有良好的低温催化活性,脱销效率随温度的变化趋势基本相同,在80℃时已经达到80%的脱硝效率;随着温度的升高,在200℃时效率上升至接近100%。通过对催化剂性能测试比较表明,锰的含量对于催化剂的活性有一定的影响。总体上看,MN具有更好的活性,脱销效率较高,并且其活动的窗口也是相对更宽,可能是因为以硝酸锰为前躯体制的的催化剂中MnO2的含量相对较多,即两类前驱体在制备过程中与载体之间的相互作用不同,导致最终催化剂表面活性组分MnOX结构和价态的不同,从而影响催化剂的低温活性。     

MnOx／介孔γ-A12O3催化臭氧化降解水中安替比林的研究

以自制的介孔γ-A12O3为载体,通过等体积浸渍法合成了MnOx／介孔γ-A12O3催化剂。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）以及紫外一可见漫反射（uV—VisDRS）等手段对其进行表征。结果表明,锰氧化物在介孔氧化铝载体上具有较高的分散度,并且锰以多种价态存在。高度分散以及多价态的MnOx能够提高催化臭氧化过程中电荷转移,引起更高的催化活性。MnOx／介孑γ-A12O3催化剂能够有效地提高臭氧对水中安替比林的矿化效果,对含量为10mg／L的安替比林水溶液在反应60min后基本达到完全矿化。     

Mo-Mn-ATP催化剂的脱汞性能研究

以盐酸活化凹土(ATP)为载体,采用浸渍法和变温处理法制备Mo-Mn-ATP催化剂,考察了Mo和Mn的总负载量、Mo和Mn的摩尔比、焙烧温度、反应温度等对催化剂催化氧化模拟烟气中Hg0性能的影响,并讨论了催化剂的抗硫性能。结果表明,Mo和Mn的总负载量10%、Mo和Mn的摩尔比1∶3、焙烧温度400℃、反应温度120℃时,Mo-Mn-ATP催化剂的脱汞效果最好,达96%。     

MnOx/HZSM-5去除烟气中元素态汞的实验研究

采用浸渍法制备了一系列的MnOx/HZSM-5,在实验烟气中研究了MnOx/HZSM-5对Hg0的去除行为,并运用比表面(BET)和X-射线衍射(XRD)技术对其进行了表征.结果表明,在6%O2条件下HZSM-5本身具有良好的去除Hg0的性能,改性后的分子筛对Hg0吸附和氧化的能力得到改善,且MnOx负载量在10%时效果最佳;适当升高反应温度能增强脱汞效率,300℃为最佳反应温度;烟气中O2能促进汞的氧化,而NO和SO2与汞竞争MnOx/HZSM-5上的活性位,对Hg0的氧化有一定的抑制作用.此外,研究还发现,在MnOx/HZSM-5吸附剂上Hg0主要是经氧化形成HgO,其脱汞机理在一定程度上符合Mars-Maessen机理.     

低浓度苯系物在室温下的MnOx/Al2O3催化O3氧化

采用固定床连续流动反应器,研究在室温下MnOx/Al2O3催化剂催化臭氧(O3)氧化.结果表明,在室温下,MnOx/Al2O3催化剂具有良好的催化O3分解和催化臭氧氧化苯系物的性能,Mn的最佳负载量为5%.当入口O3和苯系物浓度分别为70,15 mg/m3时,苯、甲苯、对二甲苯和O3的转化率分别为75%,84%,88%,90%.随着入口O3浓度的升高,苯系物转化率先升高然后基本不变,而O3转化率略有下降;随着入口苯系物浓度的升高,苯系物转化率明显降低,O3转化率略有下降.苯系物及O3转化率皆随催化反应时间的延长而缓慢降低.苯系物催化氧化反应中生成的芳香醛、芳香酸和甲酸等中间产物在催化剂表面的堆积是导致催化剂活性降低的主要原因.     

MnOx/a-Al2O3催化氧化燃煤烟气中Hg0的试验研究

在模拟烟气中研究了MnOx/a-Al2O3催化剂对烟气零价汞(Hg0)的催化氧化效果,以及反应条件对Hg0氧化率的影响.结果表明,300℃时催化剂的活性最大,模拟烟气含有20mL/m3 HCl时Hg0的氧化率达到91%.在8000~32000h-1空速范围内,Hg0氧化率保持在90%以上;空速提高到96000h-1时,氧化率开始下降,并与空速成反比.烟气中的SO2与HCl竞争催化剂上的活性位,对催化氧化反应有一定抑制,500mL/m3 SO2使零价汞的氧化率下降约20%.此外,还对MnOx催化氧化零价汞的反应机制进行了探讨.     

MnOX/ACF低温选择性催化还原烟气中的NO

进行了MnOX/ACF(活性炭纤维)对低温选择性催化还原(SCR)NO的影响研究.实验表明,ACF先经浓酸预氧化,然后再负载MnOX催化剂,对NO脱除率的提高较明显,并且以20%(质量分数)HNO3预氧化处理的效果最佳.比较了相同制备条件和相同负载量下的MnOX/ACF和V2O5/ACF的催化效果,认为在同等条件下MnOX的活性高于V2O5.考察了不同负载量的MnOX对NO脱除率的影响,较理想的MnOX负载量为12%(质量分数).在此基础上就不同的催化剂质量和烟气流速比(W/F)对NO脱除率的影响进行了研究,结果表明,在低温、W/F为2～3 mg/(mL·min-1)时NO的去除率较高.