钙钛矿型复合氧化物用于汽车尾气催化净化的研究进展(二)

综述了钙钛矿型汽车催化剂的研究进展.和过渡金属简单氧化物相比,钙钛矿型复合氧化物(ABO3)在热稳定性、化学稳定性和结构稳定性方面具有一定的优越性,因而表现出更高的催化活性.钙钛矿型催化剂的合成方法影响到催化剂的物理化学性能,如结构、形貌、粒度、比表面及催化活性等.大量的注意力集中在如何提高这类催化剂的比表面上.将纳米技术应用于钙钛矿型化合物的制备,不仅提高了催化剂的比表面,更重要的是改善了这类催化剂的催化活性.某些制备技术可以有效地防止催化剂与载体的反应, 从而延长了催化剂的使用寿命.真对不同的制备方法,研制出了相应的负载方法.在许多情况下,制备方法和负载技术组成了一个完整的体系.催化机理是一项颇具挑战性的课题.事实上,钙钛矿型催化剂在汽车尾气净化过程中的作用机制还没有得到彻底理解.在催化机理研究中,还原氧化模型已被人们普遍接受.反应物和产物分子的吸附和解吸以及催化剂结构中的氧离子空位,是许多动力学模型的重要因素.     

两种铈锆-氧化铝载体对载Pd催化剂性能的影响

分别以柠檬酸溶胶法和浸渍法制备了两种三氧化二铝负载的铈锆复合氧化物(CZ/A),考察了它们对载Pd三效催化剂性能的影响.发现柠檬酸法样品催化氧化CO和C3H6的活性大大优于浸渍法样品,NO的转化活性二者接近.表征结果显示,在柠檬酸法样品中,CZ以紧密的片层状结构覆盖在氧化铝上,而在浸渍法样品中,CZ呈疏松的颗粒状,这就导致在柠檬酸法样品样品上CZ具有更大的分散度,近而具有更多的Pd-CZ活性位.而且,对于柠檬酸法样品,高温老化后铈锆晶相稳定,无晶相分离,比表面积下降较小,催化剂自身的氧化还原性能更好.这些都使其表现出了更好的催化活性,特别是氧化活性.     

Cr改性ZnO型无钒催化剂对SCR脱硝性能的影响

利用溶胶-凝胶法制备Cr掺杂改性的ZnO作为SCR脱硝催化剂,研究在不同制备条件下,此类催化剂的SCR脱硝性能。结果表明:步骤A在200 W、步骤B在900 W的微波条件下,以PEG6000为表面活性剂,掺1%Cr的Cr_(0.01)-PEG6000_(0.02)/ZnO具有良好的催化脱硝活性,为六方纤锌矿型,比表面积大,NO催化效率可达76.8%。利用XRD、BET、EDS、SEM、NH_3-TPD等实验手段对催化剂表面结构、晶型、成分进行表征,结果显示在表面活性剂PEG6000修饰下,Cr的掺杂能明显提高催化剂的比表面积和吸附能力,能抑制催化剂团聚以及增大催化剂氧空位和表面酸性位。     

XLC-1001型稀土尾气催化剂

为了净化矿山井下柴油机废气,我所与安徽省地质局513地质队、浙江省地质局金华地质队等单位共同研制成功了 XLC-1001型稀土尾气催化剂。 这种催化剂是一种含稀土为主的多元金属复合氧化物,具有催化活性高、抗污、抗毒、耐热能力强、性能稳定的钙钛矿型化学结构。其金属活性组分附载在特殊结构的空心、轻质、多孔道(小球蜂窝)球形载体上。稀土在我国资源丰富,成本低廉,用它研制成催化剂,适合我国国情,能有效地净化内燃机废气中的一氧化碳、碳氢化合物等有害气体。适用于地质坑探、矿山井下、军工、隧道等掘进工程的无轨设备以及汽车的尾气…     

活性炭纤维对于离子的电吸附选择性能研究

通过循环伏安测试、交流阻抗测试、电吸附实验等方法研究了单组分和多组分溶液中不同离子在活性炭纤维电极表面的选择性电吸附性能。结果表明,电吸附选择性能与离子的水合半径、离子价态、离子浓度有关;增大初始浓度可以提高电吸附容量;并且,由于强烈的选择吸附作用,Ca2+离子可以吸附取代其它已经被吸附的离子。     

沸石为载体的新型Ni-Mo环境催化剂

本研究了硼的加入对Ni-Mo/γ-Al2O3催化剂的结构和催化活性的影响及超稳定Y型沸石USY（ultrastable Y-type zeolite)为载体的新型Ni-Mo环境催化剂。硼的加入改变了酸点的酸度和催化剂活动金属的分散性,因而提高了这些模型化合物在Ni-Mo/γ-Al2O3催化剂作用下的活性。     

贵金属-稀土复合型催化剂的制备与性能研究

制备了净化车辆尾气的贵金属稀土复合型催化剂,对该催化剂进行了活性测试和结构表征.利用所制备的催化剂在摩托车上进行了性能研究.实验结果表明,采用催化剂后,可使车辆排放达到欧洲Ⅱ号标准,表明所研制的催化剂具有较好的应用价值.     

三维电极反应器用负载型活性炭粒子电极的研究

为提高粒子电极的电催化活性与稳定性,以活性炭为载体,采用浸渍法制备了以Fe、Mn、Zn、Ni、Sn-Sb和Sn-Sb-Ce氧化物为催化活性组分的负载型粒子电极.以EDTA废水为目标污染物,考察改性粒子电极的电催化活性与稳定性,并借助SEM、XRD对其表面形貌和物相进行了表征,从结构上分析了不同负载型粒子电极的性能差异.结果表明,所制备的粒子电极中,Sn-Sb-Ce/GAC(活性炭颗粒)粒子电极表现出了较高的电催化活性和稳定性;消除吸附效应的干扰后,在pH值为4.8、电流为200 mA的条件下,120 rin后总有机碳(TOC)去除率为71.1％,EDTA转化率为88.7％.     

贫化铜渣的特性分析

铜渣是有色金属火法炼铜过程中产出的固体废弃物.通过化学分析、XRD衍射、SEM-EDS和热重等分析铜渣的特性.铜渣主要成分是赤铁矿(α-Fe203)、铁橄榄石(Fe2SiO4)、磁铁矿(Fe3O4)和非晶态硅石,并含有铜及少量镍、钴等有价组分.铁橄榄石和磁铁矿约占总渣量的90%.冷却方式影响渣中铁橄榄石的形成,空冷渣中铁橄榄石的比例明显高于水淬铜渣中的铁橄榄石含量.磁铁矿以多边状、树枝状、放射状结构存在于硅酸盐基体中;铁橄榄石呈柱状、板状、树突状颗粒存在于炉渣基体中;铜矿物或被硅铁氧化物所包裹,或与铜铁矿物共同形成斑状结构及多矿物共生嵌于铁橄榄石基体中.铜渣中铁橄榄石组分首先在491～1 173℃之间氧化转变为赤铁矿和非晶态硅石,其次是磁铁矿发生Fe3O4→γ-Fe2O3→α-Fe2O3的晶型转变过程.加热可以使铁橄榄石、铜和铁的硫化物及磷化物发生氧化反应.     

Fe掺杂Bi2MoO6的制备及其可见光催化活化PMS降解橙黄Ⅱ的研究

采用一锅水热合成法制备Fe掺杂Bi2MoO6光催化剂,对Bi2MoO6的主体结构进行修饰和调整.在可见光LED照射下,利用合成的Fe-Bi2MoO6催化剂活化过一硫酸盐(PMS,peroxymonosulfate,oxone)对偶氮染料橙黄Ⅱ进行光催化降解.采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对催化剂的形貌微观结构和化学价态进行表征,并应用在光催化活化PMS降解橙黄Ⅱ的过程中.结果表明,催化剂投加量为0.4 g/L,PMS投加量为0.4 mmoL/L,初始pH值接近中性条件下,Fe-Bi2MoO6材料对橙黄Ⅱ的去除率可以达到100％.经过Fe掺杂后,Fe取代一部分的Bi3+,致使主体晶格出现畸变,不仅有利于光生电子和空穴的产生、分离和转移,还增强了 Bi2MoO6的光催化活性.Fe-Bi2MoO6光催化剂经重复使用5次后对橙黄Ⅱ的降解率仍然可以达到89.1％以上,具有优秀的光催化稳定性能.活性自由基的出现在光催化降解过程中起到主要作用,由此展示出一种潜在的光催化降解机制,且Fe掺杂Bi2MoO6比单纯Bi2MoO6具有更好的光催化降解稳定性.     

The influence of temperature on the deactivation of commercial Pd/Rh automotive catalysts

Automotive catalyst deactivation can be promoted by thermal and poisoning mechanisms. Catalyst efficiency is reduced by thermal degradation resulting in the agglomeration of precious metals and the reduction of the washcoat surface area. In this paper, the temperature influence on the commercial Pd/Rh-based automotive catalyst performance was studied. Textural and physicochemical characterisation techniques were employed, such as X-ray fluorescence (XRF), atomic absorption spectrometry (AAS), N₂ physisorption, X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR) and scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray analysis (SEM–EDX). The catalysts were evaluated for CO and propane oxidation with a stoichiometric gas mixture similar to engine exhaust gas. The results indicated the transformation of alumina into high temperature phases and the formation of new mixed oxide phases. Evidence of sintered particles and several spots of palladium agglomerates was seen by SEM–EDX analysis. The activity results showed the effects of thermal deactivation on the conversion of the pollutants. In spite of exposure to extreme temperature conditions (72 h at 1200 °C), significant activity was still observed for carbon monoxide and propane oxidation reactions.     

生物锰氧化物对4种重金属的吸附特性研究

通过培养锰氧化细菌Sphingopyxis sp.4-15,制备生物锰氧化物,研究了生物锰氧化物的结构性质及其在不同影响因素下对4种重金属Cu、Zn、Cr和As的吸附特性。结果表明该生物锰氧化物中含有MnO₂、Mn₃O₄和MnO等晶体锰氧化物,包裹在菌体细胞表面呈现出规则的花球状。其锰主要以高价态的Mn⁴⁺和Mn³⁺形式存在,平均孔径为35.56 nm,比表面积为41.49 m²/g。锰氧化物对重金属的吸附过程受pH值影响,最适pH值为4~6;离子强度对吸附过程干扰较小;升高温度有利于其对Cu和Zn的吸附,而对As的吸附产生抑制;锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、As(Ⅲ)的吸附在反应360 min时可达到平衡,对Cr(Ⅲ)的吸附在反应5 min内达到平衡;在4种重金属最大初始浓度下,生物锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、As(Ⅲ)的吸附量依次为:70.184、15.140、9.141、0.089 mg/g,具有较大的重金属吸附容量。     

Low temperature CO oxidation over Pd–Ce catalysts supported on ZSM-5 zeolites

A series of Pd–Ce supported ZSM-5 zeolite catalysts for CO oxidation at low temperature were prepared by co-impregnation method. The effect of Pd–Ce synergistic function, Ce loadings, and properties of ZSM-5 zeolite on low temperature CO catalytic oxidation was investigated in detailed. The results showed that the Pd and Ce loading on ZSM-5 zeolite support at the same time enhanced catalytic activity compared with only Pd or Ce loading on ZSM-5 zeolite support. The properties of ZSM-5 zeolite had a strong influence for CO oxidation. Through the research, the ZSM-5 zeolite with high silicon aluminum ratio and small size also was helpful for CO oxidation. Among these catalysts, the catalyst with 19 wt% Ce loading displayed the highest catalytic activity. Chemical and physical properties of catalysts were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). XRD and TEM showed that Pd species were highly dispersed on the surface of ZSM-5 zeolite, which was strongly dependent on the amounts of Ce loading and the interaction among Pd species, Ce promoter and ZSM-5 support. The addition of CeO₂ improved the dispersion of Pd species over ZSM-5, and synergistic function of Pd and CeO₂ enhanced the catalytic activity. XPS characterization indicated that as the addition of Ce increased, Pd species was easy to enrich on the surface of the catalyst.     

长江铜陵段表层水中重金属含量及存在形态分布研究

通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中cu、Pb、Zn和cd不同形态的含量,分析了4种金属在江水中的存在形态分布,不同水期含量变化,水中悬浮物对金属吸附能力大小,以及近20年来含量的变化情况。结果表明,长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期,重金属各形态含量之间均有差异:丰水期时,各金属会被悬浮物以不同的方式携带进入水体中,cu、zn、Pb以活跃态和稳定态为主,Cd以活跃态为主;枯水期时,Zn主要以溶解态和稳定态为主,Pb以稳定态方式被携带,而80％的Cu、Cd是以溶解态形式存于水中。悬浮物(丰水期)对重金属的吸附能力大小顺序为Pb>Cu>Zn>Cd。与近20年江水中的重金属背景值比较,长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。     

Study of Fe–Co mixed metal oxide nanoparticles in the catalytic low-temperature CO oxidation

Iron–cobalt mixed metal oxide nanoparticles (Co/Fe molar ratio: 1/5) have been prepared by a simple co-precipitation method and employed as catalyst in low-temperature CO oxidation. The prepared catalysts were characterized by thermal gravimetric and differential thermal gravimetric analyses (TGA/DTG), X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR), N₂ adsorption (BET) and transmission electron microscopy (TEM) techniques. The results revealed that inexpensive iron–cobalt mixed metal oxide nanoparticles have a high potential as catalyst in low temperature CO oxidation. The results showed that increasing in calcination temperature increased the crystallite and particle size and decreased the specific surface area, which caused a decrease in catalytic activity of prepared catalysts. In addition, the pretreatment conditions affect the catalytic activity and catalyst pretreated under oxidative atmosphere showed the higher activity than those pretreated under reductive and inert atmospheres.     

城市污水处理中典型重金属离子去除与迁移规律研究

为了揭示典型重金属离子在污水处理过程中的去除与迁移规律,以某城市污水厂二级处理流程为对象,进行了各处理单元出水和沉泥的定期采样,分析了水相和泥相中6种重金属离子的含量.结果表明,以生活污水为主的城市污水受重金属离子污染不严重,且二级处理工艺能很好地去除水中的Cu、Hg和As,去除率分别为77.1%、85.8%和97.0%,而对Mn、Zn和Cr的去除率相对偏低,分别为40.0%、33.3%和30.8%.在污水处理过程中,多数金属离子有逐渐从水相迁移到泥相的趋势.通过离心分离法对水中的金属离子按溶解态和颗粒态进行了分类,发现各种金属离子在生物处理单元中有从溶解态转化为颗粒态的趋势,但在二沉池中某些金属离子又有从颗粒态转化为溶解态的现象.污水处理厂出水中Cu、Hg、As主要以颗粒态为主,而Mn、Zn、Cr主要以溶解态为主.颗粒态金属的溶出可能是这3种金属离子去除率较低的原因.     

滇池疏浚底泥中重金属对蔬菜种植生态安全的影响

滇池疏浚底泥富含蔬菜需求的营养成分,农用可提高土壤保水肥能力,改良土壤的适耕性,有利于植物的生长发育,有一定的增产效果,但可能存在重金属污染问题。通过底泥试验及加入石灰钝化试验,对生菜、白菜、棒菜和萝卜4种蔬菜施用疏浚底泥作为有机肥进行种植,分析底泥农用后其重金属对蔬菜的影响,并进行风险评价。结果表明,盆栽试验中,底泥施用量控制在5%(0.05 kg/kg)内且加入石灰改良后,蔬菜中Cu和Cd含量显著降低,但对Pb、Zn效果不明显。叶菜类蔬菜(生菜、白菜、棒菜)重金属富集能力(BCF)从大到小均表现为Cd、Pb、Zn、Cu,而块茎类萝卜BCF表现为Cd、Zn、Pb、Cu。研究表明,化学致癌物Cd与非化学致癌物Pb、Zn、Cu引起的健康风险均在终身可接受风险水平。     

阴-非混合表面活性剂对DNAPLs的增溶作用

表面活性剂增溶修复是一种有效的土壤有机污染修复技术.采用静态平衡法比较研究了单一的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和非离子表面活性剂聚氧乙烯失水山梨脂肪酸酯醇醚(TWSO)及其混合表面活性剂对3种氯代烃化合物氯苯(CB)、1,2-二氯苯(1,2-DCB)和三氯乙烯(TCE)的增溶作用.考察了无机盐离子Na 、M2 和Ca2 对增溶作用的影响,以期为土壤和地下水重非水相液体(DNAPLs)污染提供新的修复途径.结果表明,阴-非混合表面活性剂TW80-SDS对3种化合物的增溶效果明显强于单一的阴离子表面活性剂SDS,混合表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)随着非离子表面活性剂质量分数的增加而降低,其增溶能力随着非离子表面活性剂质量分数的增加而增加,对污染物的增溶程度排序为:三氯乙烯＞氯苯＞1,2-二氯苯.表面活性剂在临界胶束浓度以上,对有机物的分配系数Kmc与有机物的辛醇-水分配系数Kow相当,而增溶比与有机物的水溶解度呈正相关,与Kow、kow、溶质的摩尔体积和表面活性剂的亲水-亲油平衡值HLB呈负相关.Na 、Mg2 和Ca2 能增大氯苯在表面活性剂中的表观溶解度,阴非离子表面活性剂SDS与TW80混合后能提高表面活性剂的抗硬水能力,提高增溶效率.