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.     

活性炭负载Fe_2O_3催化臭氧降解丁香酚

应用制备的活性炭(AC)负载活性组分催化剂催化臭氧处理丁香酚模拟废水,通过扫描电镜、X-射线衍射仪和比表面积分析仪对制备的催化剂特性进行表征,考察了AC负载活性组分的种类和初始pH值、负载量、催化剂加入量对催化臭氧氧化降解丁香酚模拟废水过程中COD_(Cr)(重铬酸盐指数)去除效果的影响,并对降解过程中COD_(Cr)的去除反应动力学进行研究.结果表明:AC表面成功负载了活性组分Fe_2O_3、CuO/Cu_2O、CeO_2、NiO,制备的催化剂(Fe/AC、Cu/AC、Ce/AC、Ni/AC)具有明显的催化活性,显著提高了臭氧氧化降解丁香酚模拟废水过程中COD_(Cr)的去除效果,催化活性从大到小依次为Fe/ACCe/AC Cu/AC Ni/AC;制备的Fe/AC具有最高的催化活性,在pH值为11、负载量为3%、Fe/AC加入量为0.3g/L条件下,反应60 min后COD_(Cr)去除率达到88. 90%,分别比AC催化臭氧处理和单独臭氧处理提高了21. 13%和29. 95%.动力学分析表明,臭氧氧化、AC、Fe/AC、Ce/AC、Cu/AC、Ni/AC催化臭氧氧化处理丁香酚模拟废水过程中COD_(Cr)的降解符合表观二级动力学规律,活性炭负载的活性组分有效提高了反应的动力学速率.     

Ti(Ⅳ)催化臭氧深度处理造纸法烟草薄片废水

为进一步降低造纸法烟草薄片废水的污染负荷,采用Ti(Ⅳ)催化臭氧氧化法处理造纸法烟草薄片废水二级生物处理出水,考察了催化剂用量、臭氧质量浓度、p H值和温度等工艺条件对Ti(Ⅳ)催化臭氧处理废水效果的影响.结果表明:Ti(Ⅳ)催化臭氧处理废水过程中,COD降解反应符合表观二级动力学方程,Ti(Ⅳ)的存在提高了反应的动力学速率常数,对废水中有机物的降解起了重要作用;在p H值为8.0,Ti(Ⅳ)用量为0.4 mmol/L,O_3质量浓度为14.76 mg/L,反应温度30℃的条件下,反应60 min后废水的COD和色度去除率分别达到67%和98%,COD去除率比单独臭氧处理提高了24%.红外光谱和紫外光谱分析表明,Ti(Ⅳ)催化臭氧处理对造纸法烟草薄片废水中难生物降解的烟碱等含氮化合物和木素降解产物具有良好的降解去除效果,大大降低了处理后废水的污染负荷.XRD分析表明,在Ti(Ⅳ)催化臭氧处理造纸法烟草薄片废水过程中生成了TiO_2和碳酸钙、碳酸镁等沉淀物,增强了废水中污染物的降解去除效果.     

催化臭氧化降解水体中藻毒素及COD动力学研究

采用催化臭氧化工艺处理含藻毒素污水,分别用直接代入法和微分法,研究常见金属氧化物在催化剂作用下,该工艺对污水MC-LR和COD降解的反应动力学.直接代入法研究结果表明:采用催化臭氧化工艺,MC-LR降解基本符合准二级反应动力学,COD降解基本符合准一级反应动力学.动力学微分法研究验证表明以上结论成立.温度、催化剂投加量与pH值大小等试验因素均能影响该工艺的降解速率.试验表明:温度对该工艺的影响较小,各温度下降解速率较接近;增加催化剂投加量使该工艺处理性能提高,降解速率加快;pH值对该工艺处理性能影响显著,且碱性环境对该工艺性能的抑制使降解速率显著降低.     

针铁矿非均相Fenton法对抗生素的降解特征及其动力学研究

采用合成的针铁矿为催化剂与H2O2构成非均相Fenton试剂,开展对盐酸四环素（TC）的氧化分解特征及其动力学研究.考察pH、H2O2 浓度、催化剂投加量、TC初始浓度、温度对TC氧化分解过程的影响.研究结果表明,在优化条件下,针铁矿催化对TC的Fenton氧化分解效果明显,240 min后氧化分解率达到97.2%.而且,针铁矿氧化分解TC的反应仍主要是通过?OH作用, 因为加入叔丁醇自由基捕获剂后,TC的氧化分解率明显降低.此外,动力学模型拟合结果表明,针铁矿表面催化氧化分解TC是符合准一级动力学反应（R2＞0.97）,其表观活化能为Ea=31.86 kJ/mol.可见,该氧化分解反应表观活化能相对比较低,说明该反应比较容易进行,温度升高也有助于提高反应速率.     

新生态MnO2对苯酚臭氧化反应的催化作用

以新生态MnO2作为催化剂对模拟苯酚废水进行了臭氧化处理,考察了不同条件对苯酚催化臭氧化过程的影响.结果表明,新生态MnO2对体系臭氧化过程中苯酚的降解和COD的去除有显著的促进作用,含催化剂时反应动力学受体系pH的影响程度明显减小.新生态MnO2对苯酚臭氧化反应的催化性能优于凹凸棒土.     

环氧/氰酸酯体系的固化反应动力学

用K issinger法对环氧/氰酸酯体系进行动力学研究,得到了不同催化剂作用下的反应活化能、反应级数和频率因子。研究表明:加入催化剂后各样品的固化反应活化能都有所降低,其中乙酰丙酮铜可使反应活化能下降30%,催化反应的级数为2;钛酸四正丁酯、二丁基二月桂酸锡和乙酰丙酮钴也能降低固化反应活化能15%以上,二丁基二月桂酸锡和乙酰丙酮钴能大幅降低固化反应温度。以钛酸四正丁酯、二丁基二月桂酸锡催化与不加催化剂的氰酸酯/环氧体系的固化反应级数均为1。钛酸四正丁酯催化氰酸酯与环氧树脂的固化交联反应是一步连续进行的,而以其他催化剂催化和不加催化剂的固化反应是二步交替进行的。     

催化氧化合成过氧乙酸的本征动力学

过氧乙酸是一种用途广泛的有机过氧化物.利用固体酸催化剂催化氧化乙酸从而间接氧化环己酮合成ε-己内酯是一种绿色生产过程,其中催化氧化乙酸生成过氧乙酸是关键步骤.借助化学滴定分析法,使用Mg/Sn/W复合氧化物为催化剂,以H2O2为氧化剂,以乙酸丁酯为共沸剂研究氧化乙酸生成过氧乙酸过程的本征动力学及过程中H2O2分解动力学.当催化剂粒径为160～200目时,内扩散影响可基本消除,当搅拌速度大于800 r·min－1时,外扩散可以忽略.使用幂函数型模型对动力学过程进行描述,研究结果表明,过氧乙酸生成反应本征动力学速率方程对H2O2、乙酸均为一级,反应活化能为6.76141×104 J·mol－1,指前因子为6.78090×106;适用于该反应过程体系的H2O2分解反应动力学的反应级数为1.59345,反应活化能为7.59041×104 J·mol－1,指前因子为1.08795×108.     

多相催化臭氧氧化对CHCl3生成势降解效能研究

以腐殖酸为天然大分子有机物的代表物,研究了多相催化臭氧氧化技术对三卤甲烷生成势的去除规律.试验发现,催化剂的存在提高了臭氧对腐殖酸的无机矿化度,但并没有进一步改善臭氧化对腐殖酸分解产物的可生化性.在本试验条件下,反应的初始5min和20min后,催化臭氧氧化过程三卤甲烷生成势降低明显,并且显著优于单独臭氧化.而在反应的中间阶段(5～20min),催化臭氧氧化与单独臭氧化对三卤甲烷生成量的影响差异很小.对比THMFP/TOC比值,推测单独臭氧化和催化臭氧氧化后,有机物中可与氯反应生成DBP的反应点逐渐降低.相对而言,催化臭氧氧化较单独臭氧化对这些反应点的减少更有效.     

MnO_2催化臭氧氧化模拟草酸废水

比较了单独臭氧氧化、MnO_2催化剂吸附和MnO_2催化臭氧氧化3个体系对模拟草酸废水COD的去除效果,考察催化剂投加量对COD去除率的影响,并建立和验证了草酸氧化降解中的独立反应式.实验结果表明:单独臭氧氧化、MnO_2催化剂吸附和MnO_2催化臭氧氧化3个体系对模拟草酸废水COD的去除率分别为4.94%、20.83%和44.44%.MnO_2催化剂最佳投加量为0.500 g/L时,COD(草酸初始质量浓度500 mg/L,初始COD质量浓度89 mg/L,反应时间1 h)的去除率高达85.87%,由于MnO_2催化O_3产生·OH,MnO_2/O_3体系对模拟草酸废水COD的去除率明显提高.依据化学计量矩阵方法,验证并确立了草酸氧化降解过程的独立反应式.动力学理论计算和实验结果均表明,MnO_2催化臭氧氧化模拟草酸废水COD的降解过程符合准一级动力学方程(R~20.9).     

从航煤酸渣中制取石油亚砜

本文研究从航煤酸渣中制取石油亚砜的方法。将酸渣稀释,从中分出油层,用过氧化氢氧化油层得到石油亚砜。文中探讨了氧化过程中氧化剂(过氧化氢)、催化剂(冰乙酸)及反应时间对石油亚砜收率的影响。研究结果表明,氧化剂过氧化氢以1.0 mol为宜;催化剂冰乙酸的用量以0.5 mol为宜;反应时间以30分钟为宜。反应时间越长,转化率反而降低。     

CO在Cu-Mn催化剂上催化氧化本征反应动力学研究

本文采用共沉淀法制备了用于低温CO催化氧化的Cu-Mn催化剂,对其进行了XRD分析和SEM表征,结果表明非晶态催化剂在室温下显示出良好的氧化活性。在50～80℃范围内研究了CO在所制备Cu-Mn催化剂床层上的催化氧化本征反应动力学,同时测定了CO在Cu-Mn催化剂上的催化反应等温线。结果表明,CO在Cu-Mn催化剂床层上的本征反应是一个表面反应控制的一级催化反应,反应的活化能是43.0kJ.mol-1。     

对甲酚催化氧化制备对羟基苯甲醛

对甲酚氧化制备对羟基苯甲醛是以树脂负载Ｃｏ３Ｏ４为催化剂，用空气为氧化剂进行的非均相催化控制氧化反应，筛选出了优良的催化剂载体，优化得到最佳反应条件。所制备的催化剂具有良好的催化活性和寿命，在最佳反应条件下对甲酚的转化率达９０％醛的选择性为９１％。通过动力学研究建立了反应的速率方程，并求出反应的表观活化能和指前因子。     

岩石矿物对超稠油氧化动力学特征的影响分析

随着注蒸汽采油经济与环境成本的增加,注空气提高采收率技术越来越受到重视,原油氧化动力学基础研究对注空气采油技术研发具有重要意义。以新疆油田某区块超稠油为研究对象,采用等转化率法,在30~600℃条件下,实验获得了不同升温速率下的原油氧化失重曲线,并计算得到原油样品的氧化活化能,进而揭示了典型岩石矿物对原油氧化活化能的影响。研究表明,该原油及其人造油砂的氧化过程呈现三个阶段:1温度小于350℃且转化率在0~0.5的中、低温氧化阶段,活化能在50~80 kJ·mol-1;2温度在350~450℃之间且转化率在0.5~0.65之间的过渡阶段,活化能从80 kJ·mol-1上升到350 kJ·mol-1左右;3温度在450℃以上且转化率在0.6~1.0的高温氧化阶段,活化能初始维持在350 kJ·mol-1左右,随着转化率增加快速下降到150 kJ·mol-1并稳定;岩石矿物可降低原油氧化的活化能,高温氧化阶段活化能降低明显,中低温氧化阶段影响相对较小;蒙脱石对原油氧化动力学特征的影响在不同氧化阶段影响不同,与石英砂原油样品相比,中低温氧化初始阶段及高温氧化阶段,蒙脱石能进一步降低氧化反应活化能。     

VOCs催化反应过程与反应机理研究现状

论述了挥发性有机污染物(VOCs)催化反应过程机理研究的现状,包括催化剂的表征、催化过程研究方法以及不同的研究体系。催化剂表征使用原位技术以及X射线吸收精细结构(XAFS)方法可以更好地阐述催化剂在催化过程中的作用与机制。催化过程研究主要包括催化反应动力学模拟(Power-rate Law、Mars-van Krevelen Model、Langmuir-Hinshelwood),反应产物监测(原位红外技术、原位核磁技术、暂态技术、同位素示踪技术),量子化学计算等。其中,反应动力学是使用较为广泛的研究催化反应机制的技术之一。反应产物监测可以得到直观的认识,获得了广大学者的关注。量子化学计算只作为论证。     

生物质油模型化合物催化加氢试验研究

由于生物质油成分的复杂性,很难验证生物质油催化加氢中的反应基理和反应过程。通过正交实验分析的方法,选用生物质油中含量比较高的邻甲氧基苯酚作为模型化合物,并选用5%含量的Pd/C作为催化剂,对生物质油的模型化合物进行了催化加氢试验研究。结果表明邻甲氧基苯酚催化加氢主要产物为环烯醇和环已醇以及芳香酮,在本实验最佳反应条件下,其转化率达到70%,同时明确了两条反应机理。此结果为进一步研究生物质油的催化加氢反应机理提供基础。     

明15块空气泡沫驱低温氧化反应动力学模型及影响因素分析

基于室内空气原油静态氧化实验,在理论分析的基础上,确立了低温氧化反应动力学方程。基于简化的Arrhenius方程,确定了氧化反应的活化能、反应速率和反应焓,从而建立了低温氧化反应动力学模型。依据建立的氧化反应动力学模型,结合中原油田明15块油藏基本参数和先导实验数据,通过数值模拟的方法分析了油藏低温氧化反应特征、原油性能及工艺参数等对空气泡沫驱提高采收率效果的影响规律。     

载氧型氧化还原催化剂的研究与应用

对正丁烷氧化制顺酐催化反应的机理与动力学模型、循环流化床反应工艺及载氧型催化剂的制备、成型、结构与性能表征方法进行了比较系统的论述。从已有研究成果来看,烃类的选择性催化氧化工艺已有较大的改进,循环流化床反应器得到广泛应用,人们对催化剂的晶格氧在烃类选择氧化反应中的作用有了较深入的认识,但对载氧型催化剂的制备和催化性能尚缺乏较系统的研究。研究与开发高效载氧型催化剂是实现正丁烷选择氧化循环流化床工艺的关键     

柴油臭氧氧化脱硫研究

用臭氧作为氧化剂 ,以扬子石化炼油厂FCC段粗柴油为研究对象 ,在常温、常压、催化剂存在的条件下对柴油进行了臭氧氧化 ,再利用极性溶剂萃取脱除柴油中的硫化物。主要考察了催化剂、萃取剂以及反应时间对臭氧氧化脱硫效果的影响。研究结果表明 ,对于扬子石化炼油厂FCC段粗柴油 ,在以KH3为催化剂、以 90 %N ,N 二甲基甲酰胺水溶液为极性萃取剂、且萃取剂与油的体积比为 1的条件下 ,粗柴油脱硫效果最好 ,最高脱硫率可达79 2 % ,是未氧化柴油经溶剂萃取脱硫率的 1 .8倍。而且反应时间越长 ,脱硫效果越好。因而臭氧氧化脱硫技术是一种具有极大发展潜力的新型脱硫工艺