铁酸铋催化类芬顿及光芬顿体系降解诺氟沙星

通过水热法制备铁酸铋催化剂,采用XRD、SEM等方法对样品进行表征,并以类芬顿体系和光芬顿体系分别降解诺氟沙星,考察相关反应参数对诺氟沙星降解效果的影响。试验结果表明,类芬顿体系降解诺氟沙星过程符合伪一级反应动力学模型,在诺氟沙星初始浓度为10mg/L、pH值为3、H_2O_2投加量为1 mmol/L、铁酸铋催化剂投加量为1. 0 g/L、反应时间为2 h条件下,体系对诺氟沙星的降解率达到100%,表观速率常数K_(app)为0. 018 7 min~(-1)。比较铁酸铋催化类芬顿及光芬顿体系分别降解诺氟沙星的效果,发现光照对类芬顿体系降解诺氟沙星具有显著的促进作用,且能够扩宽体系pH值的适用范围。重复使用性试验和相关检测结果表明,制备的铁酸铋催化剂性质稳定,无金属离子溶出,具有较好的重复使用性。     

四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂用于染料脱色的研究

芬顿催化是污水处理中最常用的技术之一,但是传统芬顿试剂需要对水体进行酸化并造成大量亚铁离子浪费.本文用水合肼还原法制备了四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂(Fe3O4-G),测试其催化脱色甲烯蓝的活性.Fe3O4-G样品用透射电镜、X射线光电子能谱和红外光谱等表征.Fe3O4-G能催化双氧水分解氧化脱色甲烯蓝.Fe3O4-G在pH3.5~9.5范围内均能有效催化脱色甲烯蓝,最佳pH为8.5.Fe3O4-G的催化活性几乎不受溶剂的影响,加入自由基淬灭剂叔丁醇对脱色也没有明显抑制.Fe3O4-G在较高的温度下催化能力更强,增大双氧水用量也能促进脱色反应.     

锰矿渣制备多孔整体式催化剂探究

以下将探究以氧化铝、锰矿渣为原料制备多孔整体式催化剂,研究制备过程中烧结温度、负载形态、添加剂剂量对多孔整体式催化剂的催化性能及抗压强度影响。研究发现,制备过程中添加11%磷酸,烧结温度控制在950℃,使用25 g锰矿渣为浸渍液制备的多孔整体式催化剂具有最佳的催化效果,在200℃时,NO的转化率达到72%,在250℃以上时,NO的转化效率高达90%,且催化剂的抗压强度为0.63 MPa。其中烧结温度和添加剂剂量的改变对催化剂催化性能影响较大,添加11%磷酸时,催化剂中生成无定形产物提高了催化剂性能;而烧结温度会影响催化剂内部结构以及过渡金属元素存在形态。     

铁尾矿轻质保温墙体材料的制备及性能研究

以铁尾矿为主要原料、稻壳为造孔剂,同时添加适量膨润土和长石作为黏结剂和助熔剂,烧结制备轻质保温墙体材料(LTIWM).通过正交试验和单因素试验,研究了原料配比和烧结温度对材料性能的影响,并利用综合差热分析仪(TG-DSC)、X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)探讨其烧结机理.结果表明:铁尾矿、膨润土、稻壳和长石的最佳含量分别为46%,35%,9%和10%,最佳烧结温度为900℃,在此条件下制备的轻质保温墙体材料的体积密度、抗压强度、显气孔率和导热系数分别为1.2294g/cm~3,7.6MPa,45.54%和0.2925W/(m·K);烧结过程可分为干燥脱水、造孔、黏结和冷却4个阶段;材料的主要矿物组成为石英、赤铁矿、莫来石、钾长石、钠长石和钙长石;材料内部晶体发育完善,玻璃相含量和显气孔率适中,具备良好的综合性能.     

从腐泥土型红土镍矿制备共掺杂MgFe_2O_4物相转化规律及催化性能

采用酸浸-水热-煅烧法从腐泥土型红土镍矿中制备磁性多金属共掺杂型MgFe2O4异相类芬顿(Fenton)催化剂.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积及孔径分布测定(BET-BJH)等手段,考察了煅烧温度对所制备产物结构、形貌和比表面积及孔径分布的影响,并研究了所制备产物作为异相Fenton催化剂降解罗丹明B(Rh B)溶液的催化活性.结果表明,水热合成产物为层状双(多)金属氢氧化物和尖晶石型MgFe2O4复合物.通过300℃的煅烧,层状双(多)金属氢氧化物就能分解并生成MgFe2O4;随着煅烧温度的提高,产物结晶度增加、粒径尺寸变大,形貌逐渐生长为近球型颗粒且分散度渐渐提高,同时介孔数量减少、比表面积减小.经过500℃煅烧的试样H-C500显示出优异的催化降解活性.在体系反应温度为45℃、pH值为6. 44、催化剂用量为0. 625 g·L-1且H2O2体积分数为1. 0%的条件下,经过300 min,10 mg·L-1的罗丹明B溶液降解率可达到97. 8%,同时总有机碳(TOC)去除率达到77. 8%.重复使用3次后,催化剂仍能保持较高活性,降解率和TOC去除率减少量分别少于3. 0%和5. 0%.     

CaO/MgO/γ-Al_2O_3固体碱催化棕榈油制备生物柴油工艺条件优化

采用浸渍法制备了CaO/MgO/γ-Al2O3固体碱催化剂,研究表明在n(Ca)∶n(Mg)为4∶1,负载量以CaO计算为18%(w),在750℃下煅烧12h的条件下所制备的催化剂具有很好的催化效果。催化棕榈油制备生物柴油的最佳工艺条件为:反应时间2h、反应温度60℃、醇油摩尔比7∶1、催化剂用量为油质量的3.5%。在此条件下,产率可达到95.3%。     

飞灰-赤泥-蔗渣灰-污泥协同制备高强陶粒试验研究

为研究飞灰-赤泥-蔗渣灰-污泥协同制备陶粒的可行性,开展了不同配比、不同焙烧温度下的赤泥飞灰陶粒的力学性能、物理性能以及重金属浸出试验。结果表明,最佳原料配比为赤泥30%、飞灰30%、蔗渣灰20%、污泥20%,最佳焙烧温度为1190℃,制备的陶粒抗压强度26.78 MPa,堆积密度702.54 kg/m^(3),1、24 h吸水率分别为1.61%、1.73%,此时Cu、Zn、Pb、Cd的重金属浸出浓度分别为0.48、4.09、0.16、0.09 mg/L,陶粒性能及重金属浸出符合标准要求。     

石墨烯负载铂催化剂对肉桂醛选择性加氢性能影响

用沉积-沉淀-水合肼还原法制备氧化石墨烯(GO)、石墨(graphite)、酸化石墨(graphite-H)负载的Pt催化剂,研究了它们对肉桂醛选择性加氢生成肉桂醇反应的催化性能,并对该催化剂进行多晶X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、N2吸附和X射线光电子能谱表征。结果表明:3种制备的催化剂中,负载Pt后氧化石墨烯被水合肼还原生成还原氧化石墨烯(RGO),具有最高的比表面积,表面Pt的含量较低,所得Pt颗粒的粒径最小,具有最高的肉桂醛转化率;RGO含有较多的酸性含氧基团C—OH及COOH,有利于肉桂醛的CO吸附,因此Pt/RGO具有最高的肉桂醇选择性。此外,还考察了Pt/RGO催化性能与温度、氢气压强、反应时间的关系。实验表明,最佳反应温度为85℃,时间为3h,H2压力为2.0 MPa。     

铁掺杂类石墨相氮化碳类芬顿/光催化氧化作用机制

采用热聚合法制备并优化了不同铁掺杂比的铁掺杂类石墨相氮化碳(Fe-g-C3N4)类芬顿光催化剂,铁元素可完全掺杂进入类石墨相氮化碳(g-C3N4)结构中并组成Fe—N配位键,最佳的Fe掺杂比为10%(质量分数)。Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解速率和降解率均远高于g-C3N4的,反应10 min时降解率已达到87.9%,反应过程中起主要作用的活性基团为羟基自由基,超氧自由基和空穴电子也有一定作用。在pH值为3~9范围内,Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解率均高于90%,大幅度拓宽了适用范围;H2O2的投加量会显著影响Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化的降解效能,H2O2最佳投量范围为1.0~1.5 mmol/L。     

非金属在多相催化芬顿体系中的应用

近年来,S、Cl、Si、C等非金属在多相芬顿催化领域的应用越来越广泛.本文在前人研究的基础上,综述了近几年来,非金属元素和金属相结合在多相芬顿催化领域取得的成就.按照非金属与金属结合所形成催化剂的作用形式,将其分为两类:包括非金属掺杂在金属中直接催化反应、作为载体负载金属来催化反应.总结这些催化剂的反应原理,论述目前非金属在多相芬顿催化领域存在的问题,同时展望未来多相芬顿技术发展的趋势.     

铂含量对微乳液法负载铂固体超强酸的特性及异构化性能的影响

采用反相微乳液法负载Pt制备出一系列Pt含量不同的Pt-S2O82-/ZrO2-Al2O3(Pt-SZA)固体超强酸催化剂,采用FT-IR、BET、TPR、TG-DTA、XRD和TEM等手段对催化剂进行表征,并考察Pt含量对正戊烷异构化催化活性的影响。结果表明,微乳液法制备的Pt-SZA-0.1催化剂中Pt粒子的粒径为4.5 nm,且其粒径分布较为均一,适量Pt的加入可以增加SZA催化剂的酸强度,提高催化剂的比表面积和热稳定性,降低还原温度;在反应温度230℃、反应压力2.0 MPa、氢烃摩尔比4∶1、质量空速1.0 h-1时Pt-SZA-0.1催化剂的异戊烷产率可达60.8%,选择性为95.2%。     

不同合成温度下缓释型聚羧酸减水剂的合成和性能研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)等作为合成的主要原材料,按n(AA)∶n(AMPS)∶n(AM)∶n(TPEG)=(3.5~2.0)∶0.3∶0.3∶1.0,选取酸醚比[n(AA)∶n(TPEG)]为3.5、2.75、2.0,催化剂用量为大单体质量的0.05%、0.10%、0.15%,在不同温度下合成缓释型聚羧酸系减水剂。通过测试水泥净浆经时流动度,确定不同合成温度下最佳的酸醚比和催化剂用量。并对按最佳配比合成的减水剂进行性能试验研究,结果表明,采用适当的合成工艺,常温和高温条件下合成的缓释型聚羧酸减水剂的性能基本相同。     

硅藻土-高岭土-粉煤灰复合多孔保温材料性能研究

针对多孔粉煤灰强度低、成型差和烧结温度高等问题,以硅藻土和粉煤灰为主要原料,高岭土为添加剂,采用发泡法和溶胶凝胶注模相结合的方法,制备了硅藻土-高岭土-粉煤灰复合多孔保温材料。研究了浆料泡沫掺量、烧结助剂、烧结温度、明胶含量以及固相含量对复合多孔保温材料性能的影响。结果表明:m(高岭土)∶m(硅藻土)∶m(粉煤灰)=1.5∶3∶10、泡沫掺量16%～24%、烧结助剂水玻璃3%,明胶3%,固相含量40%,950℃烧结温度下制备的复合多孔保温材料的孔隙率在85%以上,抗压强度为0.51～0.66MPa,导热系数为0.065～0.082 W/(m·K),表观密度为0.28～0.30 g/cm~3。     

正交试验法优化合成8-羟基喹啉及应用研究

采用Skraup法催化合成8-羟基喹啉,通过正交试验法研究了反应物物质的量比、催化剂用量、反应时间、反应温度对其产率的影响,确定了其最佳合成条件:n邻硝基苯酚∶n邻氨基苯酚=1.2∶2,催化剂浓硫酸用量为4.5 m L,反应温度为145℃,反应时间为2 h,8-羟基喹啉的产率为56.4%。用8-羟基喹啉荧光分光光度法测定油炸食品中铝的含量,该方法操作简单,测定准确,适合质检部门测定油炸食品中铝的含量。     

Ru/Al2O3催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯活性研究

系统地考察了Ru/Al2O3催化剂对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)溶液臭氧氧化过程的影响.结果表明Ru/Al2O3可以显著提高臭氧氧化的效果,反应120 min后对TOC的去除率可以由单独臭氧氧化的23.9%提高到71.6%.在试验考察的范围内,Ru的最佳负载量为0.1%;BET和XRD分析表明焙烧温度在600℃、催化剂粒径为0.5～1.0 mm时催化剂载体主要以γ-Al2O3形式存在,得到的催化剂具有较大的表面积、较多的表面活性位点,此时催化臭氧氧化的活性最高.通过单独臭氧氧化,单独臭氧氧化后再进行催化剂吸附,催化臭氧氧化的对比试验证明了Al2O3催化剂对体系TOC的去除主要是基于催化作用.     

LaCuO3/3DOMCeO2的制备及其催化性能研究

制备了钙钛矿型LaCuO₃/3DOMCeO₂催化剂用于非均相类芬顿反应降解罗丹明B,并通过XRD、SEM和XPS等对该催化剂进行表征。结果表明,LaCuO₃/3DOMCeO₂呈现三维有序大孔结构。负载3DOMCeO₂使LaCuO₃的比表面积增大、Cu⁺含量上升。LaCuO₃/3DOMCeO₂具有比均相芬顿催化剂更宽的pH适用范围和更高的H₂O₂利用率。循环使用10次后,LaCuO₃/3DOMCeO₂仍具有较高的催化活性。LaCuO₃/3DOMCeO₂表面存在■循环,二者协同引发高效类芬顿反应,产生大量·OH和·HO₂,实现了对罗丹明B的高效降解。     

高加氢脱氧活性Co-P-B非晶态催化剂的制备及性能研究

以(NH4)2SO4和Na3C6H5O7为缓冲剂,采用化学还原法制备了不同P/B物质的量比的Co-P-B非晶态催化剂。在缓冲溶液的作用下,部分Co2+还原成Co0。制备的Co-B和Co-P-B均为非晶态结构,在Co-B中添加了P之后,催化剂颗粒的尺寸显著增大。随着初始反应溶液中P/B物质的量比的增大,催化剂表面B/Co和P/Co物质的量比、Co0的摩尔分数都增加了,但是比表面积减小。在对甲苯酚的加氢脱氧(HDO)反应中,Co-P-B表现出优良的催化活性,498K下,催化对甲苯酚的脱氧率高达97.4%,产物中甲基环己烷的选择性达到91.2%。主要的HDO反应路径为氢化-氢解,该路径可同时降低反应温度及产物中芳烃化合物的含量。     

煤矸石与污泥烧结空心砖试验研究

利用低热值煤矸石和城市生活污泥烧结空心砖,设计2种不同的制备工艺,研究了原料配比、烧结温度和冲头压强对烧结砖成品性能的影响,实验结果表明,利用干污泥制备工艺生产的空心砖性能比污泥焚烧后的焚烧灰制砖要好。干污泥最佳配比为11%,最佳冲头压强为15 MPa,最佳焙烧温度1000℃。在最佳条件下烧制出的空心砖平均抗压强度大于10 MPa,符合GB 13544—2000《烧结多孔砖》中MU10级的要求,砖体外观良好,无裂缝、泛霜等现象。     

高比表面积介孔SiO_2负载V-P氧化物催化乙酸-甲醛羟醛缩合制丙烯酸研究

以不同孔径的高比表面积介孔SiO_2为载体,通过浸渍法制备VPO/SiO_2-x(x=6、8、10、12,平均孔径)催化剂。采用BET、XRD、XPS和NH_3-TPD对催化剂进行表征,并考察了其对甲醛-乙酸多相催化制丙烯酸的催化性能。结果表明,不同孔径VPO/SiO_2催化剂均具有较高的比表面积(>180m~2/g)和发达的介孔结构,其平均孔径分别为6.5nm、8.7nm、10.6nm和13.0nm;VPO/SiO_2上丙烯酸的催化选择性由于受催化剂孔径的影响依次为VPO/SiO_2-10>VPO/SiO_2-12>VPO/SiO_2-8>VPO/SiO_2-6。反应温度为350℃时,孔径为10.6nm的VPO/SiO_2上丙烯酸的选择性和收率分别达到76.8%和47.1%,甲醛转化率为61.2%。     

类芬顿氧化法处理TPH污染土壤的试验研究

研究了类芬顿氧化法处理总石油烃类(TPH)污染土壤的效果及可行性,考察了双氧水和催化剂投加量、反应时间、双氧水投加方式等对TPH去除效果的影响。结果显示,双氧水分批投加时对TPH的去除效果要优于一次性投加。在双氧水投量为1 mmol/g、双氧水∶硫酸亚铁∶柠檬酸=100∶5∶1(物质的量之比)、反应时间为2 h的最佳条件下,双氧水一次性投加时对TPH的去除率为60.42%;双氧水分4次投加时,对TPH的去除率可达到90.73%。本研究结果表明类芬顿氧化法修复TPH污染土壤可行且高效。