改性活性炭吸附甲苯废气的研究进展

甲苯是一种有毒的挥发性有机物,会对环境造成严重危害。活性炭吸附法是处理甲苯的经典工艺,但普通活性炭通常存在灰分高、吸附选择性差、孔径分布不均匀及表面官能团限制等问题。为了更高效、更有针对性地吸附目标物质,需要对活性炭进行改性处理。研究人员从选择合适的改性物质、处理工艺、操作条件及改性物剂量等方面不断尝试来确定最佳改性方法。目前活性炭的改性方法主要有酸碱改性法、负载杂原子和化合物改性法、低温等离子体改性法、微波改性法等。酸碱改性法通过去除活性炭中酸碱可溶性物质来降低灰分含量,从而扩大其比表面积和孔道容积。相较酸改性,碱改性可提高活性炭表面碱性官能团数量,增强其表面π-π色散力,使活性炭整体的非极性提升,有利于其吸附弱极性的甲苯。负载杂原子和化合物改性法是利用负载的杂原子和化合物与甲苯之间的络合作用来提高活性炭的吸附性能,但引入的杂原子和化合物含量过高时易堵塞孔道,降低活性炭对甲苯的吸附容量。低温等离子改性法具有能耗低、使用范围广和效率高等优点,是一项去除污染物的环保新技术,不仅可改变活性炭表面的化学性质,也会对其界面物性产生影响,在活性炭表面处理方面显示出广阔的应用前景。微波改性法利用微波能量在活性炭表面产生更多的活性位点,配合通入的还原性气体还能分解活性炭表面的酸性官能团,增强其碱性。微波加热可以去除活性炭孔道内部的杂质,但随着温度的升高,会造成炭骨架收缩,不利于吸附的进行。其中微波辐照功率、改性物的浓度及辐照时间是微波改性法中需要控制的关键因素。本文综述了活性炭及各种改性活性炭吸附甲苯的研究进展,通过吸附等温模型对比分析了不同改性活性炭对甲苯的吸附性能及吸附机理。研究表明,活性炭的比表面积、孔道结构及表面化学性质等是影响吸附性能的主要原因。本文还探讨了不同改性方法对活性炭理化性质的影响,对于提高活性炭的吸附效率具有重要意义,也为研制高效吸附甲苯的改性活性炭奠定了理论基础。最后,提出了活性炭研究中亟待解决的问题与其今后的发展方向,为后续研究和工业生产应用提供参考。     

基于五大举措开展过程考核提升专业课《化工工艺学》教学效果

在“新工科”建设背景下,基于“金课”培养高质量的化工人才是当前化工类专业教学工作的主要目标之一。本课程组在《化工工艺学》的课程建设中,通过优化教学设计,从认识实习、生产实习和过程考核三个方面助推《化工工艺学》专业课教学质量。在过程考核方面,基于笔记及批阅、文献综述撰写、灵活布置作业、期中考试和典型工艺流程图绘制等五大举措提升《化工工艺学》教学效果。通过这些探索,期望能切实推进《化工工艺学》“金课”建设,提升化工类人才培养质量。     

超临界乙醇体系中苯酚催化加氢的降解规律

目前,液化的生物油与石油粗油成分接近,通常环类化合物含量高,如煤焦油中酚及其衍生物含量占40%以上,急需加氢升级技术。超临界乙醇（243.1℃,6.38MPa）温度、压力条件低,具有良好的传质性能,且为绿色、可再生溶剂。在超临界乙醇体系下的催化加氢是一种油升级有效方式。本文以苯酚为生物油中环类化合物典型模型,在300～400℃、Pt/C催化剂下,探讨超临界乙醇体系下苯酚催化加氢过程。研究分析了超临界乙醇中温度、氢气压力和反应时间对苯酚催化加氢降解规律的影响,并建立了能很好地描述过程中苯酚转化率的动力学模型（R2 = 0.989）。实验表明：该体系下的苯酚催化加氢降解反应的级数为二级,反应的活化能为51.7kJ/mol;尽管升高温度和氢气压力均能提高苯酚的转化率,但温度对转化率的影响更为显著。本研究将为更好地控制反应过程和提高超临界乙醇体系中苯酚的转化率提供参考。     

中国污水处理投资建设宏微观经济分析

指出污水处理建设是实现水污染控制市政建设的关键，从宏观上分析了各种经济投资模式的影响，微观上评价了各种水处理技术和政策、法规的影响，以期寻求适合中国国情的经济投资模式及有效手段。     

给排水科学与工程专业的社会需求特征及其工程教育知识体系研究

按照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》规定的专业内涵和培养目标,结合工程教育评估认证的要求,从资源性、社会性、环境性、经济性等8个方面,系统分析给排水科学与工程专业的社会需求特征。结果表明,该专业的社会需求具有涉及范围广、影响因素多、复杂程度高、综合性较强等特征,因而应对该专业工程教育知识体系构建、课程体系设置、教学体系实施等提出相对更高的要求。据此,基于成果导向(OBE)的教育理念,提出与给排水科学与工程专业需求特征相适宜的工程教育知识体系,并系统分析它们之间的耦合关系。     

基于密度泛函理论研究纳米纤维素/层状双金属氢氧化物复合材料的光热稳定性

从理论上研究了纤维素纳米纤维（CNFs）和纳米层状双金属氢氧化物（LDHs）结合的界面相互作用机制。通过密度泛函理论（DFT）计算,可以得到前线分子轨道、结合能、巴德电荷,并根据这些分析CNFs与LDHs相互作用。结果表明,结合过程中发生了电荷转移,CNFs由于具有总的负自然电荷而表现为电子受体,LDHs中金属离子是电子供体,结合能力与金属离子电负性强度成反相关。不同组分的LDHs和CNFs的结合能力由弱到强的顺序为：NiAl-LDHs相似文献   

云南曲靖电厂湿法脱硫废水处理工程设计实例

石灰石-石膏湿法脱硫是目前火电厂烟气脱硫的主流技术,其产生的脱硫废水具有重金属超标、COD含量高、浊度高、污染性强等特点,因此必须对其进行处理。工程运行结果表明,采用中和、沉淀、混凝、最终中和及污泥脱水等工艺处理后,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准,满足企业回用要求。     

双金属类MOF材料的制备及应用

金属有机骨架(MOFs)是一种多孔材料,具有较高的孔隙率、大的比表面积和均匀分散的活性位点等特性,得到了研究者的广泛关注。主要介绍了双金属类MOFs材料的制备方法,及其在气体储存和非均相催化等领域的应用。其中,着重介绍了掺杂的金属活性组分对二氧化碳(CO_2)的吸附及苯酚催化加氢的作用机理,并展望了未来的发展前景。     

超临界水体系中纤维素模型物的高效气化

用Ru/C催化剂在超临界水体系下催化气化纤维素模型物—葡萄糖制备氢气、甲烷等气体。通过分析气化体系的过程参数(气化温度、停留时间、水密度以及催化剂加入量等)对葡萄糖超临界体系下气化效果的影响,发现:Ru/C催化剂的加入可以显著提高气体的摩尔产率和碳化率。在添加适当量催化剂0.5g/g(催化剂与葡萄糖量之比)时,提高气化温度、水密度以及延长反应时间有利于葡萄糖的气化转化。当Ru/C催化剂使用量为0.5g/g,反应温度450℃,时间30min,水密度0.098g/cm~3时催化5.0%的葡萄糖溶液时,所得CH4和H2的物质的量可达13mmol/g和11mmol/g,碳化率达到了94%。最后,针对该过程进行了化学动力学模拟,得出葡萄糖在超临界水热气化体系下生成气体和焦体的活化能和频率因子分别为125.73±13.31kJ/mol和21.15±2.29,而焦体的活化能和频率因子分别为16.26±0.76 kJ/mol和1.25±0.13。     

有机质亚/超临界水液化研究进展

亚/超临界水具有独特理化特性,如能高效溶解、快速传质及有效打断高分子碳链,使得亚/超临界水液化成为有机质制油的高效手段。本文总结了典型有机质如纤维素、木质素、藻类、煤及聚合物亚/超临界水液化的过程,概述了其亚/超临界水液化特点及产物油特征,并阐明了液化过程机理,总结了裂解/热解反应、杂原子脱出反应、缩聚反应等关键反应;针对液化油升级及脱除杂质技术,总结了均相催化剂如H3PO4、K2CO3、KOH等的催化特点及机理,分析了非均相催化剂如Ni、Mo、Pt等提高油品质的催化技术特点及目前对杂元素氧、氮、硫等脱氧脱除技术研究概况。最后对亚/超临界水液化初油存在品质不高、含多种杂原子等问题及如何提高初油、脱除杂原子技术研究进行了总结,并展望了工业放大过程中的瓶颈与策略,为未来工业运用提供基础。