催化剂载体对催化臭氧氧化活性的影响

为了制备高效稳定的催化臭氧氧化催化剂,研究了不同载体负载Ru催化剂催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的效果。结果表明:以Ru作为活性组分时,不适合采用SiO2载体;以Al2O3为载体的RuO2/Al2O3催化剂对有机物的吸附较少,催化作用明显,但是氧化过程中会产生铝溶出的问题;而以活性炭为载体的Ru/AC催化剂对有机物吸附能力较强,催化作用明显,具有很好的稳定性和较长的使用寿命,且催化过程中没有金属溶出的问题,是一种非常有潜力的催化臭氧氧化催化剂。     

Ru/Al_2O_3催化对苯二甲酸二甲酯合成1,4-环己烷二甲酸二甲酯

以Al2O3为载体、Ru为活性组分合成Ru/Al2O3。以Ru/Al2O3为催化剂,在反应釜中液相催化加氢催化对苯二甲酸二甲酯(DMT)制备1,4-环己烷二甲酸二甲酯(DMCD),考察Ru负载量、反应温度、压力、搅拌速率和反应时间对DMT加氢反应性能的影响。采用X线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附仪、H2-程序升温脱附(H2-TPD)技术和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂理化性能进行表征。结果表明:Ru质量分数为3%的Ru/Al2O3显示出良好的催化活性。适宜催化剂的活化温度为120℃,在95℃、4.5 MPa和搅拌速率1 200 r/min的条件下加氢反应3 h,DMT转化率和DMCD选择性分别高达100%和98.81%。该催化剂循环使用12次后仍未发现明显失活。     

新型金属一体化催化剂在甲烷催化燃烧中的性能

以Clad芯材铝板(Al/Alloy/Al)为原材料,利用铝的阳极氧化技术制备出新型金属一体化阳极氧化-γAl2O3载体。并利用这种载体采用浸渍法制备了Pt/Al2O3/Alloy、Pd/Al2O3/Alloy及Pd-Pt/Al2O3/Alloy催化剂,考察了各催化剂在甲烷燃烧中的性能。结果表明:低温下(<500℃)Pt/Al2O3/Alloy催化剂活性较差,而在高温下(>700℃)Pd/Al2O3/Alloy催化剂容易失活。向Pd/Al2O3/Alloy催化剂中加入一定量的Pt后(Pd-Pt/Al2O3/Alloy),明显提高了PdO的分解温度,从而提高了催化剂的活性及稳定性。     

Au/Al_2O_3/Al整体型催化剂的研究

采用阳极氧化法制备了Al2O3/Al载体,研究了阳极氧化条件(硫酸浓度、电流密度、氧化时间等)对载体比表面积和孔结构的影响.用这种载体,经过水合或负载CeO2、Fe2O3等助剂对载体的不同处理后,采用浸渍法制备了金负载量为1%的Au/Al2O3/Al、Au/Al2O3-CeO2/Al、Au/Al2O3-Fe2O3/Al催化剂,考察了其CO催化氧化活性.结果表明:阳极氧化条件对载体的表面结构有着显著的影响,同时也明显影响到催化剂的活性;助剂CeO2的加入能明显提高催化剂的活性.     

Al2O3 改性Co/SiO2 费托合成催化剂的制备及结构表征

采用溶液浸渍法制备不同含量Al2O3的Co/SiO2-Al2O3催化剂.采用程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)、物理吸附(BET)以及原位CO吸附红外光谱(DRIFT)对催化剂进行表征.结果表明:Al2O3的添加导致催化剂比表面积稍有下降,但对孔径分布无明显影响;随着Al2O3负载量的增加,载体表面钴粒子粒径变小,分散度提高,同时还原度逐步降低;Al2O3改性后催化剂表面CO吸附峰位发生蓝移,并且桥式CO吸附峰强度明显增大,说明Al2O3改性后钴催化剂具有更高的表面活性.     

KF/Al_2O_3催化合成阿斯匹林

对 KF/Al 2O 3催化水杨酸乙酰化合成阿斯匹林的反应进行了研究,结果表明, KF/Al 2O 3对该反应具有良好的催化作用,是合成阿斯匹林的优良催化剂.     

Pt/CeO_2-ZrO_2/Al_2O_3/金属载体催化燃烧低浓度甲烷

采用浸渍法制备了Pt/CeO2-ZrO2/Al2O3/金属载体催化剂,测定了其对低浓度甲烷催化燃烧活性。结果表明,Pt/CeO2-ZrO2/Al2O3/金属载体催化剂具有良好的催化活性,Pt负载量大的催化剂活性越好,7%Pt/[CeO2-ZrO2/Al2O3]催化剂的T50为359℃、T90为442℃,空速为15000h-1,1%甲烷转化率可达92%。     

铁型催化剂对臭氧氧化甲基橙的催化效能

以模拟染料废水甲基橙(MO)溶液为目标物,研究了Fe2+、Fe3+均相催化臭氧氧化及负载型铁氧化物非均相催化臭氧氧化对MO的去除特性,并探讨了在非均相催化剂活性炭负载Fe2O3(Fe2O3/AC)、活性氧化铝负载Fe2O3(Fe2O3/Al2O3)催化臭氧氧化体系中pH值、催化剂投加浓度、臭氧浓度、MO初始浓度等工艺参数的作用规律.结果表明,Fe2+、Fe3+、Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的加入均能提高MO的脱色率和COD去除率,且Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的催化效果更为显著;当Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的投加浓度为1.0 g/L,臭氧浓度为15.0 mg/L,MO初始浓度为25.0 mg/L、pH值为5.0时,30 min时Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3催化臭氧体系降解MO的脱色率和COD去除率分别为89.26%、48.45%和80.34%、38.41%.     

助剂对负载型金催化剂催化氧化甲醛的影响

采用等体积浸渍法制备了3种不同助剂的Au/Fe Ox/Al2O3、Au/Ce O2/Al2O3、Au/Ti O2/Al2O3纳米金复合催化剂,其中Au负载量为1%(质量分数).利用XRD、BET和透射电镜(TEM)技术对催化剂进行表征,并通过室温催化氧化甲醛进行活性评价.结果表明:在3种不同助剂的复合催化剂中,Au/Fe Ox/Al2O3、Au/Ce O2/Al2O3表现出较好的甲醛催化氧化活性.其中,1%Fe Ox为助剂的复合催化剂的甲醛完全转化率最高.     

锰基催化剂催化臭氧氧化有机污染物研究

为制备连续流条件下具有高活性和稳定性的臭氧氧化催化剂,采用氧化还原沉淀法制备了锰基负载型催化剂(Mn-CeOx/γ-Al2O3、Mn-FeOx/γ-Al2O3、Mn-CoOx/γ-Al2O3),对其进行表征分析,考察催化剂在苯酚降解过程中的催化活性和稳定性,探究催化臭氧氧化反应机理.结果表明:连续流中n(Mn)/n(Ce)为2:1的Mn-CeOx/γ-Al2O3在催化臭氧氧化降解苯酚时催化活性最佳,TOC去除率达到80.2％,水力停留时间3.3 min、气相臭氧浓度10.3 mg·L-1、溶液初始pH 9为最佳反应条件.经过6次重复实验后苯酚的TOC去除率仍高达79.6％,溶液中活性组分溶出量几乎可以忽略不计.Mn-CeOx/γ-Al2O3催化剂在催化臭氧氧化降解草酸、对硝基酚的过程中也表现出较高的矿化效率,T OC去除率在77％ ～83％,该催化剂具有广谱适用性.电子顺磁共振波谱证明催化臭氧氧化反应体系中产生的活性氧物种为瞯OH,Ce的引入有利于提高Mn-CeOx/γ-Al2O3催化剂中Mn4+与晶格氧的含量.     

活性炭、氧化铝及其负载二氧化钛催化臭氧处理制浆废水

为提高臭氧处理制浆废水的效果,分别以活性炭(AC)、氧化铝(Al2O3)和溶胶-凝胶法制备的TiO2/AC、TiO2/Al2O3为催化剂催化臭氧处理制浆废水,采用扫描电镜和X-射线衍射仪对催化剂进行表征.结果表明:AC、A Al2O3、TiO2/AC和TiO2/Al2O3均具有催化性能,可有效提高臭氧对制浆废水化学需氧量(CODCr)和色度的去除效果.动力学分析表明,AC、TiO2/AC、Al2O3和TiO2/Al2O3催化臭氧处理制浆废水的过程中,CODCr降解的反应符合表观二级动力学方程,负载的TiO2提高了反应的动力学速率常数.气相色谱-质谱联用分析表明,臭氧及催化臭氧处理能有效降解去除漂白废水中的烷基苯类、酯类和氯代烃类等有毒有机污染物.     

活性炭负载铈催化臭氧氧化去除水中邻苯二甲酸二甲酯的研究

用浸渍法在活性炭上负载铈制备催化剂（Ce/AC）,并用XRD和SEM对其进行了表征．考察了Ce负载量、催化剂投加量对Ce/AC催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的影响．结果表明,Ce/AC催化臭氧氧化降解DMP的优化参数是催化剂投加量1.5 g/L,Ce的负载量0.2 %．在优化条件下,Ce/AC加入有利于催化臭氧氧化DMP过程中TOC的去除．质量浓度30 mg/L（pH=5.0）DMP反应60 min后的TOC去除率由以AC为催化剂的48 %提高到68 %,而单独臭氧氧化过程中TOC去除率仅有22 %．     

非均相Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化降解木质素模型物愈创木酚

以等体积超声浸渍法制备负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,采用XRD、SEM、N2吸附仪对催化剂结构进行表征.研究非均相催化剂Fe2O3/γ-Al2O3催化H2O2氧化愈创木酚的降解反应,分别考察催化剂铁的负载量、催化剂加入量、H2O2加入量、初始pH对愈创木酚去除效果的影响.结果表明:该催化剂对降解愈创木酚具有较好的效果,在愈创木酚质量浓度100,mg/L、反应温度75,℃、催化剂加入量6,g/L、H2O2(质量分数30%)加入量0.030,5,mol/L、pH 6.10、反应时间80,min的条件下,愈创木酚的去除率高达92.6%.此外,该非均相体系在pH 3.0~9.0范围内都有较高的催化活性,这表明该催化剂克服了某些类Fenton催化剂在中性、碱性环境低效率的问题.催化剂重复5次使用后稳定性高,铁浸出较低,对反应影响可以忽略.     

介孔二氧化锰制备及其催化臭氧氧化草酸研究

采用纳米刻蚀法制备了介孔二氧化锰臭氧催化剂,并考察了其催化臭氧氧化降解草酸的性能.该催化剂高比表面积(142m~2·g~(-1))的有序纳米棒有利于催化剂活性位点的暴露和物质的吸附,从而增强了催化剂的催化活性.羟基自由基是催化臭氧氧化过程中产生的主要活性氧物种,该催化剂的羟基自由基产率是非介孔二氧化锰的2倍;朗缪尔吸附模型表明该催化剂对草酸的吸附能力是非介孔二氧化锰的9.42倍;该催化剂催化降解草酸的准一级反应动力学常数是非介孔二氧化锰的3倍.     

天然水体主要本底成分对催化臭氧氧化草酸的影响

采用浸渍法制备了Fe2O3负载活性炭（Fe2O3/AC）催化剂,考察了Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸的活性以及天然水体主要本底成分对Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸的影响. 结果表明,臭氧氧化草酸过程中Fe2O3/AC显示了良好的催化活性,草酸的去除主要基于催化贡献. HCO3-、CO32-及腐殖酸对Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸体系均有抑制作用. HCO3-和CO32-加入使催化臭氧氧化体系pH升高,进而降低Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸的活性. 此外,HCO3-和CO32-也是羟基自由基抑制剂,HCO3-、CO32-对体系的抑制作用从侧面验证Fe2O3/AC催化臭氧氧化草酸遵循羟基自由基机理. 腐殖酸加入体系后,与草酸形成竞争吸附和竞争氧化,从而抑制草酸的降解.     

臭氧氧化处理聚乙二醇的研究

系统地研究了臭氧氧化处理水中难降解有机化合物聚乙二醇的方法及效果,分别选用了臭氧,O3/活性炭和TiO2/UV/O3/活性炭复合处理的方法,结果表明,TiO2/UV/O3/活性炭复合处理聚乙二醇得到最好效果.     

Ni/Al_2O_3、Co/Al_2O_3和Ni-Co/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的性能

利用浸渍法制备Ni/Al2O3、Co/Al2O3、Ni-Co/Al2O3催化剂,考察催化剂对乙醇水蒸气重整反应的催化性能,对催化剂进行x射线衍射(XRD)表征.实验结果表明,Ni/Al2O3催化剂具有较好的低温活性,Co/Al2O3催化剂具有较高的氢气选择性和较低的甲烷选择性,而Ni-Co/Al2O3催化剂表现出良好的催化性能,有较高的低温活性,较高的氢气、二氧化碳选择性,较低的一氧化碳、甲烷选择性,450 ℃时乙醇转化率达到100%, 氢气选择性为79.8%,二氧化碳选择性为91.9%.     

Fe-Mn-MCM-41分子筛催化臭氧氧化控制含溴水中溴酸盐的生成

采用水热法合成铁、锰双金属掺杂MCM-41(Fe-Mn-MCM-41),并将其用于控制催化臭氧氧化含溴水体中溴酸盐,研究了初始pH、叔丁醇（TBA）、磷酸盐等对溴酸盐抑制效果的影响. 结果表明,当溶液初始pH为5.0～9.0时,溴酸盐生成量随pH值升高而增加, pH = 5.0时催化剂对溴酸盐的抑制率达到85.9%.叔丁醇（TBA）的加入使单独臭氧氧化与催化臭氧氧化中溴酸盐生成量明显降低,当加入0.1 mM TBA后,溴酸盐分别减少67.7%和81.1%. 磷酸盐的加入（1、5、10 mg/L）会降低溴酸盐生成量,当加入1 mg/L磷酸盐时,单独臭氧氧化与催化臭氧氧化两种体系中,溴酸盐抑制率分别达到29.6%和82.5%. 此外,还研究了体系中生成的HOBr与H2O2浓度,结果表明,单独臭氧氧化中次溴酸浓度高于催化臭氧氧化过程,说明催化臭氧氧化过程是通过阻止Br-氧化生成HOBr/OBr-抑制溴酸盐生成; Fe-Mn-MCM-41/O3中的H2O2浓度高于O3过程,而H2O2是一种溴酸盐抑制物,证明了催化剂的加入可以提高对溴酸盐的抑制率. 因此,Fe-Mn-MCM-41是一种可用于控制含溴水体中溴酸盐生成的臭氧氧化催化剂.