CuO-CeO2/CSAC催化剂制备及其处理染料废水

用自制的椰壳活性炭作为载体制备CuO-CeO₂/CSAC催化剂处理酸性大红GR染料废水.正交实验优化了CuO-CeO₂/CSAC制备的工艺参数,单因素和响应面联合实验优化了CuO-CeO₂/CSAC处理酸性大红GR废水的工艺条件.实验结果表明:CuO-CeO₂/CSAC的最佳制备工艺参数为τ=2.50 h,T=300.0 ℃,V₁=15.0 mL,V₂=5.0 mL,其对COD_Cr和色度的降解率比单组分CuO/CSAC催化剂分别提高了62.4%和69.7%.CuO-CeO₂/CSAC在室温下处理模拟废水的最佳条件为τ=4.12 h,m=0.57 g,pH值为5.0,可将COD_Cr和色度分别从 962.0 mg·L^-1和32 720.0倍降解至35.2 mg·L^-1和12.7倍,相应的降解率为96.30%和99.96%.建立的分别以COD_Cr和色度残余质量浓度为响应值的工艺模型与实验结果吻合较好,可预测不同工艺条件下降解COD_Cr和色度的效果.     

低成本铁碳复合非均相Fenton催化剂制备及其性能

采用低成本浸渍烘干工艺制备铁碳复合非均相Fenton反应的催化剂.结果表明:催化剂中的Fe主要沉积在颗粒活性炭(GAC)的微孔结构中,可有效降低Fe的流失,提高Fe的利用效率;通过研究偶氮染料活性黑5(RB5)的脱色效果,在铁碳复合非均相Fenton催化剂投加量为2 g·L^-1,H₂O₂最佳投加量为0.5 mmol·L^-1,pH值为2的条件下,Fenton反应的脱色效果最佳;反应1 h后,对20 mg·L^-1的RB5溶液脱色率可达95%,催化剂中Fe的溶出量为0.62 mg·L^-1;催化剂经过5次循环使用后,仍有较好的活性,在最优条件下,RB5的脱色率依然能达到78%.     

磁改性活性炭-非均相类Fenton体系去除水中四环素

环境中四环素(Tetracycline,TC)污染及去除是当前研究的热点问题，用粉末活性炭(Activated Carbon,AC)制备磁改性活性炭(Magnetic-modified Activated Carbon,MAC)，建立以去除TC为目标的磁改性活性炭-非均相类Fenton体系，四氧化三铁(Fe₃O₄)赋予了AC磁性，并可以作为非均相类Fenton反应的催化剂，该体系结合了活性炭法的吸附与非均相类Fenton法的降解，能够更高效地去除TC.通过SEM,EDS,FTIR和XPS对反应前后的MAC形貌、结构以及官能团进行分析，探讨该体系对TC的作用机理.同时考察了时间、MAC投加量、H₂O₂投加量、溶液的pH对MAC去除TC溶液的影响.结果表明，在TC浓度为50 mg·L^-1时，初始pH为3,MAC投加量为0.6 g·L^-1,H₂O₂投加量为5.0 mmol·L^-1，为该体系的最佳运...     

臭氧催化氧化技术深度处理印染废水的研究

为了提高臭氧催化氧化技术在印染废水深度处理中的去除效率,提高催化剂的使用寿命,本研究利用混合法自制非均相催化剂,并考察了其在深度降解印染废水中橙黄G的应用.对废水初始pH、催化剂的投加量和臭氧投放速率3个过程参数进行了优化.研究结果表明,臭氧催化氧化降解橙黄G废水的最佳工艺参数是废水初始pH6～7、反应时间60 min,催化剂的投加量为300 g/L、臭氧投放速率为1.60 mg/(L·min).利用该工艺参数对某印染厂二沉池出水进行深度处理,60 min后出水COD为58.7 mg/L,COD去除率为67.4%,出水COD已经达到国家排放标准(GB18918—2002)的一级B标准.臭氧催化氧化降解橙黄G的过程符合一级反应动力学模型,反应速率常数随废水pH、臭氧投放速率及催化剂投加量的变化规律与单因素实验结果相吻合.     

CO2加氢合成甲醇MOx/In2O3(M=Zn,Ga, Zr)催化剂的研究

氧化铟作为单一金属氧化物,可催化CO₂分子高选择性加氢合成甲醇。为进一步提升其催化性能,采用氧化物之间的相互作用对氧化铟催化剂掺杂改性的策略,使用初湿浸渍法制备了MO_x/In₂O₃(M=Zn, Ga, Zr)催化剂。通过热重分析、X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜对催化剂的结构和稳定性进行了讨论。实验结果表明,反应温度对催化活性有显著影响。所有催化剂的CO₂转化率随反应温度的升高而增加。特别地,甲醇的生成速率首先随反应温度的升高而增加,但当温度升高到330℃以上时开始降低。10%ZrO₂/In₂O₃催化剂的甲醇生成速率在330℃、3 MPa的反应条件下达到4.62 mol·h^-1·kg^-1,明显优于氧化铟催化剂。最后讨论了ZrO₂的加入对催化反应的增强作用。     

废铁屑活化过硫酸盐降解偶氮染料RB5废水

采用废铁屑活化过硫酸盐(PS)降解偶氮染料废水,研究铁屑投加量、过硫酸盐浓度和初始pH值对活性黑5(RB5)降解过程的影响及动力学模型.结果表明:初始pH值为6,PS浓度为0.5 mmol·L^-1,废铁屑投加量为1 g·L^-1条件为最优的反应条件;反应50 min后,活性黑5去除率可达到90.22%,180 min后去除率可达到96.97%,反应后溶液中总铁的溶出量为97.32 mg·L^-1;RB5降解后,产生的副产物苯胺的质量浓度为0.13 mg·L^-1,反应后出水的pH值从初始的6变为4.01,废铁屑/PS体系降解RB5的降解动力学符合一级动力学反应;采用废铁屑活化过硫酸盐工艺降解偶氮染料废水具有反应速度快,不需调整初始pH值、运行成本低等优势.     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

硅藻土负载纳米Fe3O4催化臭氧处理渗滤液膜滤浓缩液混沉出水

以垃圾渗滤液膜滤浓缩液混沉出水为研究对象,制备硅藻土负载纳米Fe₃O₄作为催化剂催化臭氧处理浓缩液.考察溶液初始pH值、臭氧体积流量和催化剂投加量对处理效率的影响.结果表明:在溶液初始pH值为7,臭氧体积流量为1.0 L·min^-1,催化剂投加量为0.8 g·L^-1,反应时间为90 min时,化学需氧量(COD)和UV₂₅₄去除率分别为67.8%和86.3%.对进出水进行三维荧光光谱(3D-EEM)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析的结果表明:经催化臭氧氧化处理以后,浓缩液中的腐殖酸、富里酸和色氨酸等难降解物质大幅度减少;烷烃类、酚类和杂环类物质质量分数下降,烷烃类衍生物质量分数上升;硅藻土负载纳米Fe₃O₄催化臭氧对于浓缩液有着较好的处理效果.     

TiO2/SiO2 纳米粒子气相光催化降解甲苯的研究

以TiO₂/SiO₂纳米粒子为催化剂, 研究了甲苯的初始浓度、 氧气和水蒸气含量及光强等对其光催化氧化降解的影响. 甲苯初始反应速率随其初始浓度的增加而增大, 最终趋于稳定. 氧气含量增加, 甲苯反应速率增大, 氧气含量增至18％时, 抑制反应速率增加. 水分子含量对甲苯反应速率的影响也有最佳值0.2％（体积比）. 甲苯的反应速率随光强增加而增大, 在3 mW/cm²时, 反应速率趋于定值. 采用Langmuir-Hinshelwood动力学模型得到甲苯光催化降解的反应速率常数和吸附常数, 并通过FI-RT和GC-MS初步确定了反应产物.     

TiO2/SiO2纳米粒子光催化降解庚烯/二氧化硫

以TiO₂/SiO₂纳米粒子为催化剂, 研究了催化剂不同焙烧温度对二氧化硫与庚烯光催化反应的影响. 结果表明, 经600 ℃焙烧的催化剂对庚烯的降解最好. 同时研究了庚烯和二氧化硫的初始浓度、 氧气和水蒸气的不同含量及光强等因素对其光催化氧化降解的影响. 庚烯的降解速率随着二氧化硫浓度的增加而增加, 最终趋于稳定. 在二氧化硫浓度一定时, 庚烯的反应速率分别随着氧气和水分子含量的增加而不断增大, 氧含量为20%时速率最大; 水分子含量为444 μmol/L时速率最大. 庚烯的反应速率随着光强的增加而增大, 光强增至8.32 mW/cm²时, 反应速率趋于定值. 通过FT-IR和GC-MS测定初步确定了反应产物.     

复合催化剂SO42--H3PW12O40/TiO2(P123)的制备及其光催化降解二硝基甲苯

 采用溶胶-凝胶与溶剂热相结合的方法制备了系列介孔复合光催化剂SO₄^2--H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂ （P123）,并对其进行了表征和分析。N₂吸附表面分析及扫描电镜（SEM）图片显示,复合催化剂的粒径明显减小,比表面积高达211m²/g,是TiO₂的5 倍。紫外漫反射吸收光谱（UV-Vis）显示,与TiO₂相比,复合催化剂的吸收光谱发生了明显的红移,且吸收强度明显增强。运用L₁₆（4⁵）的正交实验设计探讨了H₃PW₁₂O₄₀负载量、模板剂P123 的添加量、溶液初始pH 值、催化剂加入量以及H₂SO₄浓度5 个因素对二硝基甲苯（DNT）降解性能的影响,并对正交实验结果进行了直观分析和方差分析。结果表明,该降解过程符合L-H 表观一级反应动力学,在催化剂用量为1.2g/L、H₃PW₁₂O₄₀负载量为20%、模板剂P123 的加入量为2g、溶液初始pH 为2、H₂SO₄的浓度为1mol/L 条件下,经氙灯光源辐照4h 后,DNT 的降解率达到98.7%,DNT 降解的半衰期为0.7162h,取得了良好的光催化效果。     

铁强化二氧化锰去除连二硫酸锰及工艺研究

锰矿浆烟气脱硫过程中会产生副产物连二硫酸锰(MnS₂O₆),它的存在制约了脱硫液中锰的资源化利用.基于锰矿组成提出铁强化MnO₂去除MnS₂O₆新工艺,探究了不同铁化学环境对MnO₂去除S₂O^2-₆影响.结果表明,加入Fe(III)对于二氧化锰去除S₂O^2-₆具有良好促进作用,去除率呈递增趋势,在5g·L^-1质量浓度的硫酸下去除率可达55.1%.操作条件优化实验结果表明,反应温度90℃,H₂SO₄质量浓度5g·L^-1,Fe(III)质量浓度15g·L^-1,n(S₂O^2-₆)∶n(MnO₂)=1∶20,反应时间3h的工况条件组合下S₂O^2-₆的效果较佳.     

LaAl0.5Ni0.5O3钙钛矿的制备及其对甲烷干重整的催化性能

采用硬模板法制备比表面积大的介孔LaAl_1-xNi_xO₃钙钛矿催化剂,将其用于碳中和甲烷干重整领域,研究不同温度下的反应活性。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、热重分析(TGA)对制备的催化剂进行表征。结果表明:LaAl_0.5Ni_0.5O₃催化剂在反应过程中表现出了最优异的活性与稳定性。在反应温度为750 ℃,空速GHSV=36 000 mL/(g·h)的反应条件下, CH₄与CO₂的转化率分别达到69.8%和81.5%,经25 h稳定性测试后CH₄与CO₂的转化率仅分别降低2.7%和3.3%。这是由于在H₂-Ar混合气还原过程中,LaAl_0.5Ni_0.5O₃催化剂获得了比LaAl_0.7Ni_0.3O₃催化剂更多的Ni活性位点,同时获得了比LaAl_0.3Ni_0.7O₃催化剂更优异的抗烧结、抗积碳性能。     

锰酸锂动力锂离子二次电池中主要化学元素的回收研究

介绍了锰酸锂废旧锂离子电池经放电处理后, 再对其进行拆解→活性物质剥离→酸溶→沉淀回收Mn、Li等工艺处理, 有效地回收了其中的锰和锂。实验结果表明：用2mol·L^-1的HNO₃+1mol·L^-1的H₂O₂体系,在固液比为65g·L^-1的情况下对经过600℃处理的锰酸锂进行酸溶效果最佳,LiMn₂O₄的溶解率为100％,锰的回收率达98％,所得Li₂CO3沉淀纯度可达97％以上。     

负载零价铜的纳米多孔碳材料催化氧化罗丹明B的研究

以铜基MOF (HKUST-1, [Cu₃(BTC)₂], BTC为1,3,5-苯三甲酸)为模板, 利用一步碳化法制备负载零价铜的纳米多孔碳材料NPC@Cu。以此 NPC@Cu为催化剂, 活化过一硫酸氢钾(PMS), 在常温常压下异相催化氧化处理模拟的偶氮染料废水。采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行表征, 并研究反应过程中催化剂投加量、氧化剂投加量和初始pH值对降解效率的影响。实验结果表明, 在催化剂用量为0.1 g/L, PMS浓度为2.00 mmol/L, pH值为7的条件下, 反应进行45分钟后, 浓度为0.10 mmol/L的RhB降解率可达到 100%。通过自由基捕捉实验, 证明体系中存在SO₄^–·和·OH两种自由基,表明NPC@Cu是一种性能良好的催化材料。     

Fe/S耦合催化剂的合成及其芬顿催化性能

采用低温真空冷冻干燥方法,以FeSO4和Na2 S为原料合成了含NaFe2 OH(SO3)2·H2 O、FeS和FeS2等主要成分的复合物芬顿催化剂,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料进行了表征,并以苯酚为目标污染物,研究该催化剂对苯酚的催化降...     

杂多酸H3PW12O40催化降解微晶纤维素

 以杂多酸H₃PW₁₂O₄₀为催化剂,1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)离子液体为溶剂,在较温和条件下对微晶纤维素(MCC)进行降解实验。研究了反应温度、反应时间、加水量及催化剂用量等条件对降解反应的影响。研究结果表明,以离子液体[Amim]Cl(2.0 g)为溶剂,降解微晶纤维素(0.1 g,0.6 mmol),当催化剂用量为0.09 当量(eq)、加水量为0.07 mL、微波加热160℃反应30 min 时,微晶纤维素的降解效果最佳,其中可还原糖(TRS)的收率可达66.8%,葡萄糖收率为32.8%,纤维二糖收率为17.6%。