湿式氧化催化剂RuO2/γ-Al2O3的制备及降解苯酚的研究

采用浸渍法制备了4;质量分数的RuO2/γ-Al2O3催化剂,并利用XRD和SEM对催化剂进行了晶体结构表征.研究了催化剂制备的焙烧温度和时间、进水pH值和处理温度对RuO2/γ-Al2O3催化剂活性影响,并对其影响机制进行了初步探讨.结果表明,焙烧温度升高、焙烧时间延长会导致催化剂的活性组分RuO2的晶粒增长过大;在300℃经3h焙烧,形成的RuO2晶粒细小,苯酚溶液的COD(化学需氧量)去除率较高.在本研究的pH范围内,进水pH值为酸性时,COD去除率高于碱性时的COD去除率;当反应温度升高时,RuO2/γ-Al2O3催化剂降解苯酚的能力显著提高,且反应的诱导期明显缩短,当反应温度从150℃升高至180℃时,在进水pH值为5.6,反应2h后,此催化剂的COD去除率为96;以上.研究表明,RuO2/γ-Al2O3催化剂具有较好的活性和和稳定性.     

焙烧温度对Fe/γ-Al2O3催化剂去除苯酚模拟废水COD的影响

利用浸渍法制备了Fe/γ-Al2O3催化剂。考察了催化剂中Fe含量,催化剂焙烧温度对苯酚废水COD去除率的影响。发现300℃焙烧的Fe0.01/γ-Al2O3催化剂对苯酚废水的COD去除率最高,在反应温度为30℃,pH为3,加入100μL H2O2时,反应1 h后COD去除率约为65%。同时,采用N2物理吸附,XRD以及SEM等技术手段考察了催化剂的性质及其表面形貌。结果表明:300℃焙烧的催化剂中含有AlO(OH)。对于活性组分含量相同的催化剂而言,AlO(OH)的存在有助于苯酚废水COD去除率的提高。同时,焙烧温度的增加,催化剂表面会发生烧结,比表面积下降,催化剂活性降低。     

Cu-Fe-Ru-La/γ-Al2O3湿式氧化催化剂的制备、表征及机理

采用等量浸渍法以γ-Al2O3为载体,制备过渡金属Cu和Fe、贵金属Ru、稀土金属La的复合催化剂.采用催化湿式空气氧化法处理模拟印染废水,研究金属离子配比、焙烧温度对催化剂活性及稳定性的影响,并对催化剂CWAO反应机理进行探讨:权衡催化剂的活性和稳定性,催化剂的组分质量配比和焙烧温度分别为Cu∶ Fe∶ Ru∶ La=1∶1∶1∶3、450℃.对催化剂进行XRD、XPS、孔结构、FT-IR、TG-DTA、SEM、TEM表征,结果表明:焙烧使催化剂组成物质分解为氧化物,元素Cu、Fe、Ru、La分别以CuO、Fe2O3、RuO2、La2O3形式存在;焙烧温度升高,晶粒长大结晶趋于完整,催化剂孔容孔径增大但比表面积减小,晶粒尺寸分布在5～ 20 nm; Cu-Fe-Ru-La/γ-Al2O3催化剂使用前后结构无明显变化且反应后溶出的金属浓度低,催化剂具有较高的稳定性.     

金属组分负载量对复合催化剂湿式氧化性能的影响

采用浸渍法制备Cu-Fe-Pt-La/γ-Al2O3催化剂,通过催化湿式氧化法处理垃圾渗滤液,以COD去除率、浊度去除率和反应后垃圾液中金属溶出量为指标,评估催化剂金属组分负载量对其活性和稳定性的影响,并对催化剂结构进行表征.结果表明,催化剂的活性和金属溶出量均随着负载量的增大而增加,0.7 mol/L为适宜的金属组分负载量,此催化剂属于介孔结构,表面颗粒分布均匀,且在循环应用中活性稳定.     

CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂的制备及光催化性能

采用硬脂酸法制备了CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂,采用XRD及TG-DTA分析对其物相和热稳定性进行了表征,并通过苯酚的光催化降解行为对所制备催化剂的活性进行了评价.结果表明,经500 ℃热处理的CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂属于单一的锐钛矿相,且铜、锡氧化物的引入抑制了TiO2的结晶和晶粒的生长.当催化剂组成为Cu:Sn:Ti=0.25:5:100(物质的量比),焙烧温度为500 ℃,催化剂投加量为0.5 g·L-1,溶液pH为4.0时,经3 h光催化反应苯酚的降解率达97.1;.     

纳米锰铈/γ-Al2O3复合催化剂的制备及其对抗生素生产废水的催化湿式氧化处理研究

制备纳米级锰铈/复合γ-A12O3催化剂,对催化材料的矿物相、微观形貌与成分、官能团组成等分析鉴定,将其应用到不同反应条件下催化湿式氧化处理抗生素废水的研究中,对其动力学过程进行分析.结果表明:Mn和Ce元素被负载在γ-Al2O3载体材料上;负载层以纳米级颗粒团聚体组成;该材料具有较强的热稳定性.催化湿式氧化对抗生素废水的去除效果大幅度增加,随着催化剂量的增加、反应温度的提高以及反应时间的延长,催化湿式氧化对抗生素废水的TOC与COD去除率逐渐提高,且催化湿式氧化去除效果均远远高于湿式氧化,190℃反应2h的TOC与COD去除率均提升了近50;.湿式氧化与催化湿式氧化处理抗生素生产废水的反应过程符合一级动力学方程,催化湿式氧化可大幅度提高反应的速率常数.     

Ni-MoS2/γ-Al2O3催化剂的制备及其光催化性能研究

采用共沉淀结合水热合成方法,以γ-Al2O3为载体,制备出Ni-MoS2/γ-Al2O3复合催化剂.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品的结构与形貌进行表征.研究了MoS2负载量、煅烧温度对Ni-MoS2/γ-Al2O3复合催化剂光催化降解罗丹明B性能的影响,并考察了催化剂的循环使用性能.结果表明:负载量为30wt;,煅烧温度为300℃的复合催化剂Ni-MoS2/γ-Al2O3表面的MoS2纳米片兼具有良好的结晶度和均匀分散性,其纳米片尺寸约为200nm.可见光下,Ni-MoS2/γ-Al2O3(MoS2 30wt;/Ni 5wt;)复合催化剂对罗丹明B的降解效率能达到100;,且循环使用5次后,对罗丹明B的降解效率仍能够达到88.9;.     

铜负载湿式氧化催化剂焙烧条件的研究

Cu-O/FSC是一种优化制备的负载型催化剂,实验中以其催化湿式氧化处理模拟印染废水,考察焙烧条件对催化剂的影响.以水样COD去除率和脱色率评价催化剂的活性、以处理出水Cu溶出浓度评价催化剂的稳定性,通过AA、XRD、SEM等研究了焙烧温度和时间对催化剂性能、物相及形貌等的影响.结果表明:随着焙烧温度的提高和焙烧时间的延长,催化剂活性降低、稳定性提高;催化剂的比表面和孔容随着焙烧温度的提高而减少;适宜的催化剂焙烧温度和时间分别为650 ℃和5 h.     

γ-Al2O3预处理方式对 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂物化性质及催化性能的影响

采用水热包覆法制备了 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂,考察了γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO反应催化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、N2吸附脱附(BET)等手段对几种复合催化剂进行了分析表征.结果表明,γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能影响较大.添加拟勃姆石和电位改性γ-Al2O3制得复合催化剂未形成包覆复合相结构,比表面积较小,表现出较短催化寿命,仅分别为360 min和450 min;添加γ-Al2O3制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介复合孔结构(微孔比表面积123.49 m2·g-1、介孔比表面积122.68 m2·g-1,总比表面积为246.17 m2·g-1,总孔容0.29 cm3·g-1),总酸量较大(0.30 mmol·g-1);在常压、反应温度380℃、进料空速2 h-1反应条件下,复合催化剂催化性能优越,稳定性良好,具有较长的催化寿命,甲醇转化率为100;,低碳烯烃选择性为88.10;,催化寿命达990 min.     

AACH热分解法制备α-Al2O3超细粉末

以NH4Al(SO4)2与NH4HCO3为原料,采用共沉淀法制备出前驱物碳酸铝铵(AACH),并煅烧得到超细α-Al2O3粉末. 研究了pH值、滴加速度及醇水混合溶剂等因素对反应产物的影响,并对前驱物AACH的高温相变过程和α-Al2O3籽晶对θ-Al2O3→α-Al2O3相变的影响进行了分析.利用XRD、TEM和BET等对粉体的性能进行表征.结果表明:在醇水混合溶剂中控制反应体系的pH值为9～10,将硫酸铝铵溶液以＜18 mL/min的速度滴入碳酸氢铵溶液,可合成颗粒细小、粒度分布均匀且分散性优异的AACH前驱物.不含籽晶的AACH煅烧时α相完全转化温度为1150 ℃,获得α-Al2O3粒径约为100 nm,而α-Al2O3籽晶的加入可将完全转变温度降至1050 ℃,获得的α-Al2O3粒径约为70 nm.     

Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3物化性质及催化合成甲硫醇的影响

采用等体积浸渍法改性制备了K2 WO4/Al2 O3催化剂,研究了载体Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3催化剂物化性质及催化合成甲硫醇的影响.借助XRD、SEM、EDS、BET及NH3/CO2-TPD等手段对不同催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性质进行了表征分析.结果表明,Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3催化剂晶相组成及微观形貌影响较小,但对孔结构及表面酸碱性质影响较大.与K2 WO4/η-Al2 O3和K2 WO4/θ-Al2 O3催化剂相比,K2 WO4/γ-Al2 O3催化剂具有更大比表面积及孔容(介孔比表面积为226.75 m2·g-1,总孔容为0.557 cm3·g-1),且表面仅有弱酸和弱碱中心(弱酸浓度为0.42521 mmol·g-1,弱碱浓度为0.44184 mmol·g-1).在反应温度370℃,反应压力1.0 MPa,H2 S流速4.9 mL·min-1,CH3 OH流速0.03 mL·min-1反应条件下,K2 WO4/γ-Al2 O3催化剂表现出优良催化性能,甲醇转化率和甲硫醇选择性分别达81.58;和87.05;,与K2 WO4/η-Al2 O3和K2 WO4/θ-Al2 O3催化剂相比,甲醇转化率分别提高了4.23;和19.42;,甲硫醇选择性分别提高了14.68;和7.85;.     

载体改性及其对负载型Fe催化剂降解苯酚废水性能的影响

采用聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)改性的Boehmite为载体,利用浸渍法制备了Fe为活性组分的负载型催化剂.考察了催化剂对苯酚废水降解的催化活性,并通过 SEM、BET 以及 XRD 等技术手段对改性前后的Boehmite进行了表征.结果表明,改性后的Boehmite比表面积及孔体积都有所增大,孔径分布更加集中.催化剂活性显示:利用改性Boehmite所制得的Fe/PEG-Boehmite催化剂在苯酚废水降解过程中活性优于没有利用PEG改性的催化剂,二者在反应60 min后对苯酚废水化学需氧量(Chemical demand oxygen,COD)去除率分别为93;和67;.因此,对于活性组分含量相同的催化剂而言,PEG对Boehmite载体的改性有助于所制备催化剂对苯酚废水COD去除率的提高.     

Al2TiO5/Al2O3陶瓷复合材料的晶粒异向生长

通过机械激活法制备了Al2TiO5/Al2O3(nAl2TiO5: nAl2O3=1: 4)的陶瓷复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)分析了不同的温度制度下Al2TiO5/Al2O3陶瓷复合材料的晶粒生长特性.X射线衍射谱图(XRD)显示烧结样品的主晶相为α-Al2O3和Al2TiO5.SEM和EDS分析显示,较低温度下烧结(1350 ℃)时Al2TiO5晶粒为等轴状.当温度升高到1450 ℃时,Al2TiO5开始异向长大,形成棒状晶粒.随着温度的升高(1500 ℃),棒状Al2TiO5的长径比继续增加.而Al2O3则始终为片状和等轴晶粒,且异向生长的Al2TiO5晶粒填充于Al2O3三角晶界处.研究表明,烧结温度的升高会促进晶体异向生长并增加其体积分数.Al2TiO5会阻碍Al2O3基体颗粒进一步生长,所以当Al2TiO5颗粒平均尺寸随着烧结温度增加而增大,Al2O3基体晶粒生长几乎停滞.     

ZnWO4纳米晶光催化剂的制备及表征

以Na2WO4·2H2O和Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用水热法制备出ZnWO4纳米晶催化剂.以曙红B为目标降解物,研究了ZnWO4催化剂的光催化性能,探讨了水热温度、水热时间和水热溶液pH值对ZnWO4催化剂的结晶形态及光催化活性的影响规律,结果表明:在酸性条件下制备的ZnWO4为片状结构,链状分布,而在碱性条件下为棒状结构.在180 ℃,24 h的制备条件下,ZnWO4催化剂显示出最高的光催化活性.水热溶液pH=5和pH=8时制得的催化剂在2 h内对5 mg/L的曙红B溶液的脱色率分别达到86;和95;.制备过程中溶液的pH值,催化剂的晶态和比表面积是影响催化剂活性的重要因素.     

γ-AlOOH纳米晶的微波水热法制备及表征

以Al(NO3)·9H2O和en(乙二胺)为起始反应物,用微波水热法制备出单相纳米晶γ-AlOOH.用XRD和TG-DTG对合成产物进行了表征.结果表明:在200 ℃反应20 min,可获得平均晶粒度8.5 nm的γ-AlOOH.随着合成温度升高或反应时间延长,产物的晶粒度增加,晶胞参数减小,有助于获得热稳定性高的γ-AlOOH.     

微波水热条件对氧化锌晶体的形态和粒度的影响

利用微波水热法，以氢氧化锌为前驱物，在反应温度不小于100℃的情况下，成功地制备出氧化锌微晶。研究了水热条件对氧化锌微晶的晶粒大小和形貌的影响。在水热环境下，当反应温度一达到100℃，氧化锌微粒就能快速形成和生长。反应温度在100℃时，延长反应时间(～4h)氧化锌微晶的形貌和晶粒大小均没有受到大的影响；然而，升高反应温度氧化锌微晶的晶粒大小会略微地减小。另一方面，当反应前溶液中的pH值从9增大到12时，氧化锌微晶的形态从不规则的片状颗粒改变到长柱状晶粒。另外，随着溶液中pH值的增加，氧化锌微晶的结晶性变好、粒度变大。合理地解释了反应温度、溶液中的pH值对制得的氧化锌微晶的形态、晶粒粒度的影响。     

溶液燃烧法合成La和Ce共同改性的γ-Al2O3

采用溶液燃烧法,以硝酸铝,硝酸镧,硝酸铈为氧化剂,氨基乙酸为还原剂,制备La和Ce共同改性的γ-Al2O3。利用XRD、TG-DTA、TEM、XPS等分析手段对产物以及前驱体进行表征,系统考察煅烧时间、煅烧温度、反应物的摩尔配比等工艺参数对最终产物的组成和粒径的影响,并确定了最佳工艺条件。溶液燃烧法制备La/Ce/γ-Al2O3最佳反应条件为:硝酸镧和硝酸铈的物质的量比为2∶1,煅烧时间为4 h,煅烧温度为950℃。     

醇-水体系中pH值和焙烧温度对合成MgO纳米片晶体性质的影响

采用液相法,在醇-水体系中,以Mg(NO3)2·6H2O为镁源、PEG-2000为表面活性剂、NH3·H2O为沉淀剂,研究了pH值和焙烧温度对制备MgO纳米片晶体性质的影响.采用XRD、SEM和BET等手段对MgO纳米片晶相组成、微观形貌、孔结构进行分析表征.研究结果表明,pH值和焙烧温度对MgO纳米片晶相组成没有影响,但对样品微观形貌和比表面积影响较大.较低的pH值和焙烧温度或者较高的pH值和焙烧温度均会导致样品形状不规则,出现不同程度团聚,比表面积较小.在pH=10、焙烧温度500℃条件下制得MgO纳米片形状规整、分散性较好,比表面积、孔容和平均孔径分别为145.42 m2·g-1、0.67 mL·g-1和18.56 nm.     

工艺因素对α-Al2O3微滤膜纳米ZnO改性涂层显微结构的影响

以硝酸锌和尿素为原料,采用共沉淀法在α-Al2O3微滤膜孔内表面制备了纳米ZnO涂层.实验考察了反应物浓度、反应温度和反应时间对纳米ZnO涂层显微结构的影响规律,同时结合TEM对该涂层的显微结构进行观察分析.结果表明:当硝酸锌浓度为0.3 mol/L、尿素浓度为0.6 mol/L、反应温度为95 ℃、反应时间为4 h时,ZnO涂层的晶粒细小均匀、结构致密且表面具有良好的平整度.采用该ZnO涂层改性后的α-Al2O3微滤膜,其过滤效率得到了明显提高,水通量最大增幅达到45.6;.     

硫酸钠熔盐制备片状α-Al2O3的研究

分别以十八水合硫酸铝和氢氧化铝为γ-Al2O3源,以硫酸钠为熔盐,干法混合熔盐和γ-Al2O3,采用熔盐法制备片状氧化铝.结果表明:以氢氧化铝为γ-Al2O3源,由于氢氧化铝为母盐分解后仍保留球形多面体的母盐假相,熔盐只能溶解球形多面体表面的氧化铝,经过溶解-沉淀过程生长出少量镶嵌于球形多面体的片状氧化铝,不能制备片状氧化铝;以十八水合硫酸铝为氧化铝源,分解后形成的分散程度良好的γ-Al2O3与硫酸钠熔盐摩尔比γ-Al2O3∶Na2SO4=1∶4时能够充分溶解于熔盐中,可制备出分散的片状氧化铝.