生物炭负载纳米零价铁去除水中石油污染物

在油田开采过程中,化学药剂的大量使用导致原油乳化严重,使得产出液中含有大量难以去除的原油。为了高效、快速且不产生二次污染地处理含油污水,本研究将纳米零价铁负载在菌糠生物炭上,制备了一种新型的铁炭复合材料（SMS-nZVI）,并全面评估了其处理高浓度石油污水的的能力。室内模拟除油实验,结果表明,与单独的菌糠生物炭和纳米零价铁相比,SMS-nZVI除油速度快、效果显著。采用SEM,TEM,BET和FTIR对材料的形貌,结构和性能进行了表征,结果表明,采用生物炭做基底材料可以有效地防止纳米零价铁的团聚,增加材料整体比表面积,增强材料吸附能力。将菌糠生物炭基底与其他生物炭基底进行对比发现,菌糠生物炭制备的铁炭复合材料除油效果优于传统的小麦秸秆生物炭。通过对实验条件的优化,得到了具有最佳除油效果的操作工艺：当纳米零价铁与生物炭的质量比为1：5,pH值为4,原油的初始浓度为1000mg·L-1时,水中石油的去除率在5h时可达到95％。将SMS-nZVI暴露在空气中30天进行自然老化处理后,材料仍能保持62%以上的石油去除率,这说明该材料具有良好的稳定性。     

硫改性纳米零价铁活化过硫酸钠降解菲的工艺研究

土壤与地下水环境中的多环芳烃(PAHs)污染治理已成为世界范围内亟待解决的重要环境问题。针对化学降解过程中铁基活化材料降解效能不足的问题,以菲为代表性的污染物,采用液相还原法制备了纳米零价铁(nZVI)和硫改性纳米零价铁(S-nZVI),并通过降解动力学、活化材料表征和氧化剂配比试验优化降解工艺。结果表明：S-nZVI在S/Fe摩尔比为0.28时表现出最好的活性,活化过硫酸钠在90 min时对菲的降解率为88.44%。活化效果由高到低的顺序为S-nZVI>nZVI>Fe²⁺>不添加活化剂。能谱分析结果表明制备得到最适合的S-nZVI纳米活化材料表面的参考S/Fe摩尔比为0.08;在过硫酸盐/S-nZVI摩尔比为200的情况下依然可以保持较高的活化降解效能。     

高温烟气活化生物炭制备活性炭及其Cu2+吸附性能

开发农林废弃生物质高效清洁制备活性炭技术，对于中国实现双碳战略具有重大意义。农林废弃生物质快速热解生成大量生物炭，如何低成本、规模化地将生物炭转化为活性炭是当前的研究热点。以马尾松生物炭为原料，采用N₂/CO₂混合气体模拟循环流化床高温烟气，并通入水蒸气作为活化剂，对生物炭进行活化，制备活性炭。通过单因素实验，探究了水蒸气流量、活化温度、活化时间对活性炭碘吸附值和产率的影响规律，确定了最佳制备条件。采用全自动物理化学吸附仪、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪，对活性炭物化性质和结构进行了表征；考察了p H、吸附时间、活性炭投加量、Cu²⁺初始浓度(质量浓度)对活性炭Cu²⁺吸附性能的影响；采用动力学模型及等温线模型研究了活性炭吸附Cu²⁺的机制。研究表明，最佳制备条件下(高温烟气为100 m L/min、水蒸气流量为0.9 m L/min、活化温度为850°C、活化时间为2.5 h)，活性炭产率为7.32%、碘吸附值为1914 mg/g、比表面积为1556 m²     

重质油催化工艺多产乙烯过程中污染铁对催化剂性能发挥的影响

采用N2吸附容量法、BET、热重原位NH₃-TPD、吡啶吸附红外光谱(Py-IR)法分析了污染铁对重油制取乙烯专用催化剂性能发挥的影响。结果表明,有机铁污染催化剂微孔部分的比表面积和孔体积都有明显损失,低于200℃的NH₃-TPD脱附峰代表的弱酸中心损失约为26%。L酸点和B酸点的混合酸对重油催化制乙烯中甲烷、氢气的产生起到关键的作用。环烷酸铁污染后的催化剂沸石晶内酸性大量损失,预示在重油催化制乙烯工艺中有机铁污染催化剂中毒部分主要位于沸石晶内,而非外表面或微晶的孔口处;且原油中Fe³⁺比Fe²⁺更具有金属活性,表现出的氧化脱氢性能更为明显。在重油催化制乙烯工艺中,铁污染催化剂会导致氢气、焦炭的急剧增加,丙烯产率也会明显减少,而干气和汽油产率基本不受影响。     

TCN-TiO2/Zn(CH3COO)2-ACF复合材料吸附耦合光催化降解烷烃类VOCs性能研究

采用Zn(CH₃COO)₂通过超声-真空浸渍法对活性炭纤维(ACF)进行改性，通过水热横向热剥离法制备了管状氮化碳(TCN),并将其与TiO₂复合并负载于改性ACF上制备成TCN-TiO₂/Zn(CH₃COO)₂-ACF复合材料。应用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见分光光谱、光致发光光谱、光电流响应曲线对复合材料进行表征，并对复合材料催化正己烷降解的机理与降解率进行了研究。结果表明：光照条件下，TCN质量分数为4%的复合材料对正己烷的降解效果最好，其最佳的制备条件为负载2次、450℃下煅烧。采用此条件所制复合光催化剂，在体积空速为1 000 h^-1的条件下，质量浓度为200 mg/m³的正己烷气体降解率可达到87.9%。采用Zn(CH₃COO)₂对ACF进行改性，使ACF吸...     

活性炭制备条件与天然气脱附量的关系

以石油焦为原料、KOH为活化剂，在不同的活化条件下制得了系列超高比表面积活性炭(S_BET＞2500 m²·g^-1) 吸附剂，以天然气作为吸附质研究了制备活性炭吸附剂的活化条件与天然气脱附量的关系。结果表明，制备超高比表面积活性炭吸附剂的活化条件对吸附剂的结构及其吸附储存天然气的能力具有较大的影响；在KOH/C质量比为3.0、活化时间为90 min、活化温度为800 ℃时，制得了比表面积达3348 m²·g^-1、大于或等于2 nm的孔所占的百分率为65.34%的超高比表面积活性炭；该活性炭吸附剂在25 ℃、2.5 MPa及8.0 MPa时，天然气脱附量分别达460.7 mL·g^-1、1043.8 mL·g^-1。     

Cansolv废酸水再生阳离子交换树脂实验研究

Cansolv尾气氧化工艺运行过程中会产生较大量废酸水(含SO₃^2-、SO₄^2-),一般采用31%盐酸对生产废水装置阳离子交换树脂进行再生。为了研究Cansolv废酸水替代盐酸再生阳离子交换树脂效果,实验通过对001-7阳离子交换树脂进行静态及动态吸附、废酸水对吸附后树脂进行再生脱附,测定树脂吸附率(η%)及脱附率(P%)。实验结果表明,阳离子交换树脂对Ca²⁺和Mg²⁺均具有良好的吸附效果,废酸水作为脱附液进行树脂再生可行;动态吸附时阳离子交换树脂对Mg²⁺和Ca²⁺最大吸附率可达70%和50%,动态吸附最佳上柱流速为3 mL/min;废酸水作为洗脱液对2种离子均具有一定的洗脱能力,Mg²⁺和Ca²⁺的脱附率分别为81.9%和48.6%,且质量浓度为4%为洗脱液的最佳浓度。     

菲并咪唑-呋喃化合物水相体系的光谱行为及增强型Fe3+荧光识别

以2-(3-氨基苯基)-1 H-菲并[9,10-d]咪唑和呋喃-2-甲醛为原料合成了一种由亚胺键链接的菲并咪唑-呋喃荧光化合物(PIPF),该化合物作为荧光探针通过荧光增强识别Fe³⁺。在水相体系中,探针PIPF随含水量的增加聚集状态逐渐增强,荧光强度先增强后淬灭。低荧光状态下,探针PIPF通过荧光增强选择性识别Fe³⁺,并与Fe³⁺形成1∶1的金属络合物。Fe³⁺浓度滴定实验表明,探针PIPF识别Fe³⁺表现为良好的线性关系,检出限为33.05 nmol/L。探针PIPF成功应用于水样中Fe³⁺的定量检测,具有较高的准确度和精密度。     

分子筛负载铁催化合成气制低碳烯烃

采用等体积浸渍法制备了负载型铁基催化剂,并利用N₂吸附-脱附、XRD、H₂-TPR等方法对催化剂进行表征。考察了不同载体和K助剂对负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响及工艺条件对10Fe-2K/NaY催化剂反应性能的影响。实验结果表明,相比其他三种分子筛载体,八面沸石分子筛NaY因具有较大的比表面积且负载的铁基催化剂在反应中活性组分得到有效的还原而获得最高的反应活性;在纯铁催化剂中加入助剂K可以促进CO在活性金属铁上的解离吸附并抑制H₂的吸附,从而大幅提高CO转化率和低碳烯烃选择性;在反应温度为320℃、反应压力为2.0 MPa、反应重时空速为2000 h^-1的条件下,10Fe-2K/NaY催化剂CO转化率达到78.3%,低碳烯烃选择性达到61.8%,烯烷摩尔比为8.26。     

基于改进络合铁法的含硫化氢尾气处理工艺模拟与优化

目的 有效处理含硫尾气,确保装置“安、稳、长、满、优”运行。方法 采用Aspen Plus V11软件基于Peng-Robinson热力学模型对改进络合铁装置的H₂S处理过程进行了全流程模拟,并根据Box-Behnken Design对其进行了响应面设计,得到了最佳H₂S脱除率及其对应的优化操作参数。结果 此模拟流程能够较好地反映改进络合铁装置的实际运行情况,可以作为后续优化研究的基础模型。当循环溶液温度为47.2℃、循环溶液中Fe³⁺质量分数为8.410 0%、循环溶液体积流量为3.12 m³/h、电解槽电压为0.64 V时,改进络合铁装置的H₂S脱除率高达99.999 988%。此时,外排气中H₂S质量浓度为9.5 mg/m³,完全可以满足外排气中H₂S质量浓度不大于10 mg/m³的约束条件;t检验结果表明,采用响应面法优化得到的预测值和验证值之间不存在显著差异,其准确度一致。结论 该...     

Surface Properties and Reactivity of Iron-Doped Titanium Oxides Catalysts in Oxidative Dehydrogenation of Ethylbenzene with CO2

The effect of Fe³⁺ doping level on the surface properties and catalytic performance of a series of iron-doped titanium oxide catalysts (1-7 mol% Fe³⁺) prepared using an acid-catalyzed sol-gel method was investigated in oxidative dehydrogenation of ethylbenzene with CO₂. The characterization of catalysts was carried out by means of x-ray powder diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR), and the method of Brunauer, Emmett, and Teller (BET). It was found that the capacity of isolated Fe³⁺ centers in titania matrix is responsible for the catalytic performance; the catalysts exhibit the best activity at the loading level of Fe³⁺, about 3 mol%. In addition, it was shown that the appropriate pore size of the catalysts ranges from 5 nm to 25 nm; the selectivity to styrene increases with an increase in the specific surface area of the appropriate pores.     

炭-铈复合吸附剂的制备及对变压器油中二苄基二硫化物的吸附

为了有效移除变压器油中的腐蚀性硫,以二苄基二硫化物(DBDS)为目标物,以活性炭和硝酸铈为原料,通过负载、煅烧还原的方法制备了炭 铈复合吸附剂;考察了在不同硝酸铈用量、煅烧温度、煅烧时间和吸附条件下,该吸附剂对变压器油中DBDS的脱除效果。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N₂吸附-脱附等温线等手段对吸附剂结构进行表征。结果表明：硝酸铈被还原并负载在活性炭上,当煅烧温度为500 ℃、硝酸铈质量分数为80%、煅烧时间为1 h时,复合吸附剂的脱硫性能最佳;当变压器油中该吸附剂质量分数为6%时,在110 ℃条件下吸附2次,每次吸附3 h后,变压器油中的DBDS可完全去除。     

铁离子改性玻璃微珠的制备及其对脱硫液氧化再生性能的影响

为了解决天然气湿法氧化脱硫操作中的硫磺沉积引发的设备堵塞问题,将吸收了H₂S的NHD/MDEA/H₂O复合脱硫液中加入Fe³⁺(FeCl₃·6H₂O)改性玻璃微珠催化剂,在通入氧气情况下进行脱硫液的非均相催化氧化再生。重点考察了硅烷偶联剂(KH550)用量、铁盐浓度及焙烧温度等条件对改性玻璃微珠性能的影响,特别是对脱硫液再生性能的影响。结果表明：当玻璃微珠、KH550、FeCl₃·6H₂O的质量比为1:4:5时,经300℃焙烧制得的Fe³⁺表面改性玻璃微珠对脱硫液再生具有良好催化氧化效果,脱硫液重复再生3次,其脱硫性能基本没有变化。     

介孔碳及其铁改性材料吸附水中对硝基苯酚

采用水热合成法以F127为模板剂制备介孔碳材料（MC）,一步合成法引入Fe(NO ₃ ) ₃ •9H₂O得到铁改性介孔碳材料（Fe/MC-x,x为合成原料中铁源与间苯二酚的摩尔比,x=0.5、1、1.5）,对改性前后的材料进行TEM、N₂吸-脱附、XRD及FI-TR表征,通过考察吸附剂量、吸附等温线、吸附动力学对其吸附水中对硝基苯酚（p-NP）进行了研究。结果表明,所得MC和Fe/MC-x的孔径分布集中于3~4 nm,比表面积分别为643.6、635.6、636.0和587.2m²/g。实验条件下,Fe/MC-x的吸附性能优于MC,其中Fe/MC-1.0有最大吸附量220.35 mg/g,对应去除率为92.33%;平衡吸附量均与初始浓度呈正相关,与吸附剂投加量呈负相关,高温不利于吸附,P-NP在MC和MC-x上的吸附行为符合Freundlich模型;改性行为加快了吸附速率,吸附过程符合准二级动力学模型,主要为化学吸附控制吸附速率。     

FISCHER-TROPSCH CATALYSTS. ATTRITION OF CARBIDED IRON CATALYST IN THE SLURRY PHASE

Unsupported iron Fischer-Tropsch synthesis catalyst, formed to a spherical shape and calcined in air, were carbided at 270°C with CO for 24 hours. Following carbiding, the material retained the shape and size of the calcined metal oxide. During agitation by rolling of a slurry, the average particle diameter decreased by about 50% during 450 hours; the attrited material retained a spherical shape so that size reduction was not due primarily to particle fracture. The average particle size (1/d³) was approximately linearly related to the rolling time, and the particle size distribution was fitted by the Weibull Probability Function.     

气井络合铁脱硫工艺运行评价与优化

络合铁脱硫工艺正逐步在天然气净化处理领域开展工业化应用,但在运行控制的最优性能评价方面,没有成熟的理论依据。利用脱硫工艺的化学原理、气质组分及二价铁离子(Fe²⁺)等常规检测参数,建立硫磺产量、三价铁离子(Fe³⁺)需求量、系统循环量、铁盐日常添加量、铁离子再生率的理论计算式,为系统工艺运行评价提供最优的理论值。并运用理论计算成果,对CK1井络合铁脱硫工业应用开展运行分析,指出该装置工艺运行应在减少铁盐额外损失、降低硫膏含水率、提高铁离子氧化再生率三个方向进行攻关优化。通过药剂调整优化,系统运行效果显著提升。     

吸附剂制备及其对水中铅、镉离子的吸附研究

通过添加皂土,采用水溶液聚合法,合成了多孔水凝胶复合吸附剂.分别利用扫描电镜和红外光谱以对吸附剂的结构进行了表征,并将其应用于水中铅和镉重金属离子的吸附.结果表明:所制备的水凝胶试样为网状多孔结构;在初始溶液pH值5～6,吸附时间6 h,Pb2+的质量浓度50 mg/L,Cd2+的质量浓度10 mg/L的条件下,吸附剂...     

还原性流体-泥岩盖层相互作用的岩石学和地球化学记录——以松辽盆地南部王府凹陷青山口组泥岩为例

天然气田（藏）中渗漏的还原性流体将导致泥岩盖层的成分（尤其是常量和微量元素）变化。这种变化记录了还原性流体-岩石相互作用事件,并具有指示油气藏位置的意义。利用天然类比方法,并以松辽盆地南部王府凹陷青山口组泥岩为对象,对天然气田（藏）中还原性流体引起的泥岩成分变化和流体在盖层中的运移方式进行了研究。结果表明：研究区渗漏流体的主要还原性成分为CH₄,其次为H₂S;在流体-岩石相互作用过程中,泥岩中红色的Fe³⁺被还原为无色的Fe²⁺,从而导致了漂白现象的出现。Fe²⁺以胶体的形式随流体运移至别处或以铁结核的形式重新沉淀;漂白过程中U含量的升高、Ga和Sc含量的降低,与U、Mo、V和Ni含量在纵向上的规律性变化均和流体的还原性有关;在泥岩盖层中,还原性流体主要在浮力的驱动下发生纵向运移,且地层抬升可导致其水位降低;天然气田（藏）泥岩盖层中微量元素的规律性变化具有指示还原性流体流动路径和方向的意义。     

多巴胺改性海泡石的制备及吸附性能研究

采用廉价易得的海泡石作为吸附剂,对其进行多巴胺改性和磁改性,制备了PDA@SeP/Fe₃O₄复合材料,利用FT-IR、XRD、SEM对吸附剂进行了结构表征。实验考察了复合材料对亚甲基蓝的吸附性,结果表明:改性后的海泡石材料表面成功负载了多巴胺及Fe₃O₄;PDA@SeP/Fe₃O₄复合材料具有良好的吸附性及再生性能,在吸附时间3 h、45℃、pH=10条件下,该复合材料对亚甲基蓝能达到最好的去除效果,吸附量可达749.14 mg/g;PDA@SeP/Fe₃O₄复合材料对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir模型,为自发的吸热过程,吸附焓变与熵变分别为7.033 kJ/mol和35.514 J/(mol·K),吸附行为遵循准二级动力学方程。     

EVIDENCE THAT STABLE CARBON ISOTOPES ARE NOT A RELIABLE CRITERION FOR DISTINGUISHING BIOGENIC FROM NON-BIOGENIC PETROLEUM

The isotopic abundance of presumably-pristine primordial carbon has been determined by analyzing carbon dioxide entrapped in a 8.65 carat natural diamond of African origin. The results were ¹² C = 98.9275% and ¹³ C = 1.0725%, which give δ¹³ C = -35.2 ‰/00. This value is well within the range used to assign a biogenic origin to carbon-containing compounds, i.e., more negative than -18.0‰/00. Similar negative values have been reported for some natural diamonds and carbon-bearing meteorites. It is concluded, therefore, that stable carbon isotopes can be an unreliable criterion for assigning a biogenic origin to petroleum.