生物化学处理有机废气基础：甲苯液相生化降解实验研究

通过实验，研究适合于甲苯生化降解的微生物菌种以及甲苯液相生化降解规律，为研究采用生物膜填料塔净化低浓度有机废气奠定基础。实验研究结果表明，球菌类微生物为适宜菌，且甲苯的液相生化降解规律可用Ｌａｗｒｅｎｃｅ－Ｍｅｃａｒｔｙ公式加以描述。     

有机废气的生化处理实验研究

研究表明，采用国内现有微生物菌种挂膜接种的生物膜料塔净经低浓度有机废气是可行的，初步实验研究结果显示，增加人口气体甲苯浓度和气体流量，同时减小循环液喷淋量，可使甲苯的生化去除量增大，每升体积的生物膜填料对甲苯的生化去除量最大可达１５７．１３ｍｇ／ｈ。由实验结果推断，生物膜填料塔对废气中甲苯的净化去除过程属于传质控制过程，甲苯在生物膜内的降解为一级生化反应过程。     

甲苯液相氧化动力学研究

建立了一套甲苯液相空气氧化的连续反应装置,在工业条件下进行了动力学实验研究。在排除氧气、催化剂质量分数等影响因素下,建立了反应动力学模型,并回归得到模型参数。用该模型计算得到的甲苯转化率和实验结果对比,最大误差4.72%,平均误差2.36%。研究结果表明,甲苯转化率受温度和停留时间的影响较大,尤以温度影响更为明显;主产物选择性受温度和停留时间的影响较小,但停留时间延长,会加剧苯甲醛向苯甲酸转化。     

甲苯液相氧化反应过程的动力学研究

在直径Φ48mm 的鼓泡床反应器中对以醋酸钴(CO~(2+))水溶液为催化剂的甲苯液相空气氧化反应动力学进行了研究。结果表明,反应体系的活性时间随催化剂的用量的增大而线性增大,当 Co 含量大于2×10~(-2)%(mass)时,对反应影响较小。甲苯液相空气氧化反应的甲苯消耗动力学分别与甲苯浓度和氧溶解在甲苯中的浓度成一级反应.其宏观动力学活化能约为41 kJ/mol。氧在液相主体消耗的本征动力学活化能为57 kJ/mol,指前因子53.34m~3/(mol·s)。通过 Ha 数和效率因子η对反应动力学控制步骤进行分析,结果表明,Ha 小于0.1,η为0.606～0.728。反应主要发生在液相主体,受动力学控制,但传质仍对反应有影响。     

超临界甲苯降解聚苯乙烯反应动力学模型

引言 聚苯乙烯是一种性能优良、应用广泛的通用塑料,且可降解回收苯乙烯单体,因此废聚苯乙烯的回收利用受到广泛关注.但聚苯乙烯热降解高温熔融时黏度很大,造成温度分布不均和局部过热,容易发生二次反应并导致结炭,同时降低了苯乙烯单体收率,因此近年来发展了各种热解技术以抑制结炭、提高苯乙烯收率.超临界降解技术利用超临界流体优异的扩散性能和溶解性能,具有加快聚苯乙烯降解速率,提高反应转化率,抑制结炭等优点[1-4].     

低温等离子体协同催化处理甲苯废气的研究进展

低温等离子技术以其反应条件温和、操作简单的优点在处理甲苯气体中被广泛使用,而加入催化剂可以更进一步提高降解率并克服单独使用等离子体高耗能、副产物多的缺点.综合分析了影响等离子体协同催化技术处理甲苯气体的影响因素和作用机理以及相关研究工作进展,并提出低温等离子体协同催化技术的发展方向.     

甲苯的光催化降解及其动力学研究

进行了以自制锐钛型Fe3+-TiO2催化降解甲苯的研究,在自制的光催化反应器中,室温下以40 W白炽灯为光源,分析了TiO2的掺Fe3+量、催化剂投放量、甲苯初始浓度和溶液初始pH等因素的影响.结果表明:自制锐钛型Fe3+-TiO2能较有效地催化降解甲苯.在pH为2,TiO2掺Fe3+量为5％(物质的量分数)、催化剂投放量为2.0 g/L时对1.2 g/L甲苯的去除率在5h内可达60％以上.甲苯的降解过程表现为一级反应,表观反应速率常数k为0.0666 h-1,反应可用Langmuir-Hinshelwood动力学方程描述.     

氧气分压对甲苯液相氧化的影响

在直径为48 mm的鼓泡塔反应器中,模拟工业条件研究了氧气分压对甲苯液相催化氧化生成苯甲酸反应的影响.结果表明,甲苯液相催化氧化反应在低氧气分压下对氧气是1级反应,随氧气分压增加,氧气的影响逐渐减弱,在高氧气分压区过渡为对氧气是0级反应.根据甲苯氧化的自由基链式反应机理,推导出了覆盖整个氧气浓度区的动力学方程,不仅可以很好地解释在不同氧气分压区氧气级数变化的现象,而且对反应过程的描述具有很高的计算精度,在145℃和155℃反应温度下的计算误差小于4%.     

生物法处理苯、甲苯废气的工艺性能及动力学研究

研究了生物滴滤塔处理低质量浓度苯、甲苯混合废气的工艺性能及动力学模型拟合效果。在进气量600 L/h,循环液喷淋量20 L/h的操作条件下,生物滴滤塔对低质量浓度苯、甲苯混合气体有很好的去除效果,苯的去除率在65%左右,甲苯的去除率在93%左右。从生物反应器中分离筛选出1株能够降解苯、甲苯污染物的高效菌L4,通过Sherlock脂肪酸鉴定系统分析,匹配值SI为0.884,基本确定该菌株属于Bacillus.sp。采用吸附-生物膜理论进行动力学分析,与实验数据相比有良好的相关性,相关系数苯R2=0.999 5、甲苯R2=0.999 6。     

水中微量甲苯的光催化降解研究

紫外光(UV)及紫外光-过氧化氢(H2 O2)对水中微量甲苯均有较好的降解作用,UV-H2 O2 降解效果更佳。研究了UV-H2O2降解中,H2O2用量对降解速率的影响。初步探讨了两种光降解技术的机理。     

生物法净化低浓度硫化氢废气的基础研究

为了寻求净化低浓度硫化氢气体的适宜微生物菌种,本研究通过对不同地点采集的菌种进行驯化培养研究,结果表明用城市污水厂污水驯化的菌种不仅对硫化物有很强的耐受能力,而且有较好降解能力,这为下一步研究生物膜填料塔净化低浓度硫化氢废气奠定了良好的基础。     

氯苯溶液TiO2光催化降解的动力学研究

利用掺银负载型TiO2作为光催化剂,对氯苯溶液进行紫外光催化降解处理。研究表明,氯苯光催化降解属表观一级动力学过程,可以用Langmuir-Hinshelwood模型来描述,并得到动力学方程。     

双水相体系中成相及有机物分配机理的初步研究

双水相萃取技术应用广泛,但目前为止对其成相、萃取机理的研究尚不明朗。通过对丙酮、异丙醇、乙醇、甲醇和无机盐NaH2PO4、K2HPO4、(NH4)2SO4、NaCl、Na2CO3的双水相成相研究及对乙酸、苯酚和葡萄糖在乙醇/NaH2PO4体系内分布的研究,发现不同官能团对双水相成相及在双水相体系中物质分配的影响。其中,羟基表现为强亲水力,其它各基团表现为憎水力。这两种力的结果导致了有机溶剂与无机盐在水溶液中的分相行为,并决定了一种化合物在双水相体系中的分配。     

相转移催化下的水相Heck反应研究

Heck反应是一类重要的构建碳-碳键的有机反应,通过添加相转移催化剂实现了水相中的Heck反应,而且不需要添加膦配体,并对反应中相转移催化剂和碱的选择及用量等条件进行了优化,碘苯和溴苯分别与丙烯酸甲酯反应的产率最高可达95%和83%.改变其他不同的烯烃,也都能获得较好的结果.     

聚氨酯乳化过程中相转变研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚二元醇(N210、N220、N330)为基本原料,1,4-丁二醇(BDO)和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,蓖麻油(C.O.)和三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,三乙胺(TEA)为中和剂合成了脂环族水性聚氨酯预聚物。通过测定预聚物加水乳化过程中的黏度和电导率,研究了其相转变行为。结果表明:聚醚二元醇相对分子质量、n(—NCO)∶n(—OH)值、羧基含量、中和度和交联剂用量对相转变有影响。聚醚二元醇相对分子质量越大,羧基含量、中和度和交联剂用量的增加,相变点延后,n(—NCO)∶n(—OH)越小,相变点越滞后。通过测定PU-H2O体系相图得知,只有离子含量在0.238 mmol/g以上时才能得到贮存稳定性好的乳液。     

除草剂2，4-D水相后氯化合成工艺优化研究

2,4-二氯苯氧乙酸是一种广泛应用的除草剂和植物生长刺激素,其制备过程为多步有机合成工艺,目前多采用威廉逊醚合成法,但存在有剧毒物质产生、产品含量低、废水量大等问题。本文采用水相后氯化法合成2,4-二氯苯氧乙酸,并对工艺进行了优化研究,减少了污染排放,且目标产物质量好,收率高。研究表明：在苯氧乙酸／水物质的量比1：30,反应温度前低（65℃）后高（85℃）,高搅拌强度,氯气过量3％-4％等条件下,粗品外标含量≥95％,进一步处理后产品含量≥96％,游离酚≤0．3％。     

N-butyl Mercaptan Adsorption on Activated Carbon in Aqueous Phase

Adsorption of aqueous n-butyl mercaptan on Granular/Powder Activated Carbon is studied at pH 5-12.4 and 301 K/313 K. In GAC mercaptan blocks micropores and mesopores, whereas in PAC the broader mesopores remain intact providing access to micropores. Mercaptan is transformed into isomer disulfides and non-extractable sulfur forms following acid-base or oxidation-reduction reaction depending on carbon surface groups and iron, and dissolved oxygen. Adsorption obeys a Langmuir isotherm, with oxygen competing with mercaptan (<100 mg mercaptan/L), followed by a Dubinin-Raduschkevich isotherm. Mercaptan uptake increases with temperature. Free energy values suggest that the Langmuir part represents hydrogen bonds whereas the Dubinin-Raduschkevic part the van der Waals ones.     

完全生物降解塑料及薄膜

由于可生物降解塑料未能达到人们的期望性能,完全生物降解塑料已成为研究开发热点。本文介绍了几种目前比较成熟的完全生物降解塑料聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、生物聚酯（PHBV）的主要品种及性能。     

聚苯乙烯在超临界甲苯中的可视降解及动力学

采用微型可视反应器考察了在超临界甲苯中聚苯乙烯降解的相变过程. 随温度升高聚苯乙烯在甲苯中迅速溶解,体系在略高于甲苯临界点处气液两相界面消失,且伴随着临界乳光现象,随后反应体系呈均相. 考察了聚苯乙烯超临界降解和热降解的反应特性,结果表明,聚苯乙烯超临界降解转化率明显高于热降解转化率;聚苯乙烯超临界降解初期分子量迅速降低的同时转化率也快速上升,而聚苯乙烯热降解初期分子量迅速降低过程中转化率很低. 由于聚苯乙烯在超临界甲苯中降解是均相反应,显著降低了反应体系的密度和粘度,改善了传递效果,因此超临界降解速率明显提高. 聚苯乙烯降解反应为一级反应,在温度为330~370℃时热降解活化能为186.1 kJ/mol,超临界体系改善了降解环境,活化能明显降低,为143.5 kJ/mol.     

水相法合成毒死蜱

以2,3,5,6-四氯吡啶、液碱为原料在高压釜中反应得到3,5,6-三氯吡啶醇钠,收率99.6%。3,5,6-三氯吡啶醇钠与乙基氯化物经水相法合成毒死蜱,选三甲基苄基氯化铵为缩合催化剂,3,5,6-吡啶醇钠与乙基氯化物摩尔比为1∶1,pH值控制在11～13,反应温度为60℃,反应时间3h,毒死蜱的收率、含量分别在94%和97%以上。