6-氨基青霉烷酸生产废水的厌氧和深度处理研究

针对6-氨基青霉烷酸生产废水的高污染物浓度、高硫酸根、难降解物质多的特点,对废水经过硫酸根预处理,稀释3倍和6倍后,废水对厌氧污泥没有急毒性,厌氧污泥可以逐步适应废水环境。经过厌氧处理以及后续的Fenton深度处理,高浓度的6-氨基青霉烷酸生产废水CODCr可由45450mg/L降到255mg/L,出水CODCr可达到污水三级排放标准。     

镀铜铁屑-H_2O_2催化氧化降解含酚废水

采用镀铜铁屑代替传统Fenton体系中的FeSO4作为催化剂,通过改变H2O2与镀铜铁屑的投加量、溶液的pH值、反应温度、反应时间等条件,研究了该体系对处理苯酚废水的影响。结果表明,常温下处理实际含酚印染废水,在pH值为4~6,30%H2O2 12mL/L,镀铜铁屑5g/L,反应时间为45min时,COD去除率可达96%,其CODCr从5827mg/L降至419mg/L,色度从2000降至30,符合国家三级排放标准。     

絮凝-漂白粉催化氧化处理印染废水

采用絮凝-漂白粉催化氧化法,筛选出硫酸镁催化剂,提高难生化处理的印染废水对色度、COD的去除效果。实验结果表明,对COD_(Cr) 592 mg/L、色度625倍、pH 9.82、SS 150 mg/L的某印染废水,当废水p H为6时,投加Al_2(SO_4)_3·18H_2O 400 mg/L、聚丙烯酰胺(PAM)2 mg/L,催化剂硫酸镁80 mg/L,有效氯30%的漂白粉1.0 g/L,CODCr最终去除率达到88.2%,色度去除率98.4%,浊度去除率86.6%,出水pH为6,达到国家二级排放标准。催化氧化的脱色速率提高近一倍,结果对印染废水的处理研究和实际应用具有一定价值。     

水中菲的类Fenton氧化降解及动力学研究

采用类Fenton氧化法对水溶液中的菲进行深度处理,研究纳米零价铁(n ZVI)投加量、H2O2投加量、溶液p H值和温度四个主要因素对菲去除效果的影响。结果表明在纳米零价铁(n ZVI)投加量为1.0 g/L、H2O2为10 mmol/L、p H为3.0、温度30℃的优化条件下,菲的初始投加量(浓度)为50 mg/L在60 min内菲的去除率达到100%。此外类Fenton氧化降解菲符合伪一级降解动力学模型,且菲的投加量(浓度)越高,降解速率越快,进一步说明类Fenton氧化技术对菲降解有很好的效果。     

阻燃剂废水的处理研究

阻燃剂生产过程中产生大量的工业废水,通过对比处理实验研究表明：电解Fenton法是处理阻燃剂生产中产生的高浓度有机废水（CODCr=17108mg／L）的有效方法,它既利用了电氧化、电气浮作用,又利用了Fenton试剂的强氧化作用和化学絮凝作用。其处理废水的条件实验结果表明：pH：2．0～2．6;电流密度10．8～14．3A/dm^2;H2O2初始浓度27～42mmol／L;FeSO4初始质量浓度660～990mg／L;电解5h。CODCr去除率达98．34％,色度去除率达74．19％。色质联用分析显示废水处理后的降解产物是无毒害的醋酸。     

6-氨基青霉烷酸生产废水厌氧和深度处理实验研究

针对6-氨基青霉烷酸生产废水高污染物浓度,高硫酸根,难降解物质多的特点对废水经过硫酸根预处理,稀释3倍和6倍后,废水对厌氧污泥没有急毒性,厌氧污泥可以逐步适应废水环境。经过厌氧处理以及后续的Fenton深度处理,高浓度的6-氨基青霉烷酸生产废水COD_cr可由45450 mg/L 降到255 mg/L。出水COD_cr可达到污水三级排放标准。     

吸附法处理甲苯二异氰酸酯 (TDI) 硝化碱洗废水的研究

采用DRH-1型树脂吸附处理甲苯二异氰酸酯 (TDI) 生产过程中产生的硝化碱洗废水,原废水中硝基苯类含量为1.6×103mg/L~4.6×103mg/L,COD为2.87×103mg/L~6.38×103mg/L,经酸化沉淀-树脂吸附处理后,出水硝基苯类可达到污水综合排放一级标准,COD为241mg/L~479mg/L,再经催化氧化处理后,COD能稳定在200mg/L以下.树脂解吸后可重复使用,解吸液蒸馏回收溶剂后,釜内残液中含生产TDI的中间体达50%以上.     

活性炭催化氧化预处理PTA废水

研究了活性炭催化氧化预处理精对苯二甲酸(PTA)废水的工艺。实验结果表明,活性炭投加量为16g/L,曝气2h,最佳pH值为4,在此催化氧化的条件效果最佳,对COD的去除率可达64%,活性炭通过碱再生可重复使用。此外,色谱分析的结果证明,对苯二甲酸,苯甲酸,甲基苯甲酸都有不同程度的降解,对苯二甲酸被部分氧化成苯甲酸,使得处理后的废水可生化性好。成本核算表明,活性炭催化氧化是一种PTA废水的高效廉价预处理技术。     

絮凝剂P(DMDAAC/DMC/IA/FA)处理印染和钻井废水的研究

二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、衣康酸(IA)、富马酸(FA)以不同配比共聚合成絮凝剂P(DMDAAC/DMC/IA/FA),得到絮凝剂I和II。研究了絮凝剂I和II对印染废水、钻井废水絮凝效果;由电镜扫描观察得到絮体的形貌图,非线性分维计算了絮体形貌的空隙分维数。结果表明,絮凝剂I在p H~8、投加量为0.75g/L时,对印染废水的CODCr去除率是45.9%;絮凝剂II在p H~10、投加量0.25g/L,对钻井废水的CODCr去除率为73.4%。不同合成条件得到的絮凝剂处理不同的废水效果不同。非线性分维数计算与试验结果一致。     

两性高分子絮凝剂P(FA/NVP/DMC)处理钻井废水的研究

考查了一种两性高分子絮凝剂P(FA/NVP/DMC)对钻井废水的絮凝性能。试验显示,在pH=7、投加量为186.94mg/L条件下,CODCr去除率达到90.2%,浊度去除率达到98.9%;对钻井废水絮凝处理后的絮体进行电镜扫描,运用非线性数学分形理论计算絮体空隙分维数,结果表明,理论计算与试验结果一致。     

废弃SCR催化剂的循环再利用及表征分析研究

针对废弃SCR脱硝催化剂常规再利用处理后存在SO_2氧化率高的问题,提出了一种新型的废弃催化剂再利用新工艺,包括酸洗、还原酸浸和活性组分负载等步骤,以有效控制再利用催化剂的SO_2氧化率。实验考察了经不同步骤处理后所得催化剂的组分、脱硝效率和SO_2氧化率的变化情况,并对催化剂进行了深入的分析表征。结果表明,新鲜催化剂、废弃催化剂、常规再利用催化剂、新型再利用催化剂的脱硝效率和SO_2氧化率分别为99.0%和0.43%、77.0%和0.46%、94.2%和0.80%、99.3%和0.48%,采用本方法获得的再利用催化剂不仅脱硝效率完全恢复,而且SO_2氧化率得到了很好的控制。通过对催化剂的分析表征发现,采用常规再利用技术不能有效清除废弃催化剂表面的高聚态钒物种,而本方法则可以有效清理这类高聚态钒物种,并以高度分散的钒物种进行替代,从而有效控制再利用催化剂的SO_2氧化率。     

二氧化硅包覆的杂多酸在双氧水存在条件下催化氧化甘油

催化剂的酸性和氧化还原性在催化生物质平台分子转化过程中起着非常重要的作用,杂多酸具有较强的酸性以及优良的氧化还原性,因而杂多酸在生物质催化转化领域备受关注。本文利用溶胶-凝胶法和硅烷化方法将杂多酸催化剂封装在二氧化硅载体内部,随后以傅立叶红外光谱、X-射线衍射仪、热重分析仪、透射电子显微镜、扫描电镜等手段对合成的材料进行了表征。红外光谱表明杂多酸在催化剂中保持了其完整结构,X-射线衍射表明杂多酸高度分散在二氧化硅载体上,电镜表征显示催化剂呈球形纳米颗粒形貌。基于以上表征结果,我们将包覆的杂多酸催化剂应用于甘油氧化,在以过氧化氢为氧化剂,温和反应条件下,合成的材料对甘油氧化具有良好的催化活性,其中对甲酸的选择性大约为70%,对乙醇酸的选择性大约为27%。硅烷化过程对于催化剂循环起着重要的作用,单纯二氧化硅的比表面积为287 m²·g^-1,二氧化硅包覆杂多酸经过硅烷化后,其比表面积降为245 m²·g^-1,而且孔径也有所降低。单纯二氧化硅与水的接触角为0°,而二氧化硅包覆的杂多酸在硅烷化之后的催化剂具有很强的疏水性,与水的接触角为137°。根据这些催化剂表征数据说明硅烷化过程不仅可以显著提高催化剂的疏水性,而且同时限制了载体孔径,阻止杂多酸流失到反应体系中,与传统的浸渍法将杂多酸负载在二氧化硅载体上得到的催化剂相比,催化剂的循环利用性显著提高。反应后的催化剂结构与新鲜催化剂相比,并没有发生明显变化。催化剂经过一次循环后,表面暴露了更多的活性中心,活性稍有提高。催化剂在反应体系中加入强质子酸可以显著提高反应的催化性能,揭示了Bronsted酸在甘油氧化过程中对甘油分子的活化起着重要的作用。     

Efficient Fe(III)/Fe(II) cycling triggered by MoO2 in Fenton reaction for the degradation of dye molecules and the reduction of Cr(VI)

In this work, we develop an inorganic cocatalyst of commercial MoO₂ application in Fenton reaction, which can significantly enhance the Fe(III)/Fe(II) cycling efficiency to improve the oxidation activity for the remediation of Lissamine rhodamine B (L-RhB).     

水蒸气对甲烷在金属铁表面还原NO行为的影响

采用程序控温电加热水平陶瓷管反应器,在N2气氛和模拟烟气气氛中、300~1100℃下,研究了水蒸气对甲烷在金属铁表面还原NO行为的影响,并对反应前、后铁样品进行了X光衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及X光电子能谱(XPS)等表征。结果表明,水蒸气对甲烷在金属铁表面还原NO行为的影响较小。在N2气氛中,水蒸气参与了金属铁的氧化;与无水蒸气时相比,水蒸气存在时NO还原效率有所下降。当水蒸气含量从2.5%增加到7%时,由于水蒸气对金属铁的氧化导致其表面形成疏松的微观孔隙,使得NO的还原效率随水蒸气含量的增加而提高。甲烷则参与了铁氧化物的还原,使铁样品表面形成相对致密的Fe3O4和FeO氧化层,不利于NO与金属铁的接触,使得NO的还原效率低于无甲烷时的结果。在模拟烟气条件下,水蒸气使得甲烷在金属铁表面还原NO的效率增加;在1050℃下,反应段过量空气系数SR1=0.7和燃尽段过量空气系数SR2=1.2时,含7%的H2O和无H2O条件下脱硝效率分别为96.7%和90.6%。而在湿烟气中SO2使NO还原效率略有下降。持久性脱硝实验结果表明,当反应温度为1050℃时,在含7%的H2O、0.02%的SO2的模拟烟气中,1.14%的甲烷在金属铁表面持续50h都能保持90%以上的脱硝效率。     

燃煤电厂SCR催化剂的失活及再生实验研究

对某燃煤电站脱硝系统已运行24000 h的SCR催化剂进行活性测试,利用XRD、BET、XRF、FT-IR和XPS等表征手段分析发现,催化剂出现微、中孔堵塞及活性物质氧化等问题,导致催化剂失活。采用水洗和酸洗方法清除催化剂孔道中的堵塞物,发现水洗能还原部分V物质而酸洗能恢复催化剂表面的活性位并均匀负载具有提高活性位酸性作用的硫物种。对水洗后的催化剂进行SO_2硫化处理,发现相比酸洗Br■nsted和Lewis酸性位强度提高的同时Lewis酸性位密度也提高。再生处理后,酸洗在250℃以上活性恢复到新鲜催化剂水平,450℃硫化催化剂活性在380℃达到新鲜催化剂活性的104.6%。     

UiO-66-NH2/wood的设计构筑及高效去除水中微量重金属离子性能

矿山开采、 金属冶炼、 新型金属材料的发展以及城市供水系统老化所造成的重金属(铅、 镉、 汞、 砷、 铬、 铜及锌等)污染问题已日趋严重. 传统的水处理方法很难有效地去除低浓度的重金属污染物. 本文以天然木材为载体, 采用溶剂热合成法, 在木材三维孔道中原位合成UiO-66-NH₂金属有机框架材料(MOFs)纳米颗粒, 制备了UiO-66-NH₂/wood复合膜材料. 该复合膜材料对去除水中微量重金属离子(Hg²⁺, Cu²⁺)表现出优异的性能. 当处理速率为1.1×10² L?m^-2?h^-1时, 该复合膜材料去除水中微量重金属离子的效率仍可达到90%以上, 且处理后水中重金属离子含量低于国家饮用水标准. 这可归因于木材本身独特的三维孔道结构, 在提高水通量的同时, 还可以增加水溶液中重金属离子与MOFs颗粒的接触机会, 以及孔道内均匀分布的UiO-66-NH₂ MOFs颗粒中的—NH₂可以与重金属离子通过配位作用相结合. 该UiO-66-NH₂/wood复合膜材料还具有良好的重复利用性, 在连续6次循环使用后其去除效率无明显变化, 有望进行实际应用.     

以钙钛矿型复合氧化物为前驱体构筑La-Ce氧化物修饰的Pt-Co纳米双金属催化剂及其对CO氧化的性能

利用钙钛矿型复合氧化物(PTO)可以将多种金属离子限域并均匀混合于钙钛矿晶格中的特点,提出了一种构筑氧化物修饰的纳米双金属催化剂团簇的新构想。以担载于大比表面积SiO_2上的钙钛矿型复合氧化物La_(1-y)Ce_yCo_(0.87)Pt_(0.13)O_3/SiO_2作为前驱体,将La、Ce、Co和Pt多种金属离子均匀混合并限域于PTO晶粒中,还原后得到Pt-Co/La-Ce-O/SiO_2催化剂;通过氮气吸附-脱附、XRD、H2-TPR和TEM等手段对Pt-Co/La-Ce-O/SiO_2催化剂进行了表征,考察了其对CO氧化的催化性能,研究了构效关系。结果发现,La-Ce-O-Pt-Co构成了纳米团簇,担载于SiO_2表面,形成了Pt-Co纳米双金属颗粒; Co修饰Pt提高了其催化活性,而添加Ce进一步改善了其催化性能。当Ce含量(y)为0.2时,催化剂La_(0.8)Ce_(0.2)Co_(0.87)Pt_(0.13)O_3/SiO_2的活性最佳,在120℃下即可实现CO完全转化,且在含体积分数15%H_2O及12.5%CO_2的气氛中仍具有较好的催化性能。稳定性测试表明,所制得的Pt-Co/La-Ce-O/SiO_2催化剂具有良好的稳定性和抗烧结性能。     

均相催化剂催化氧气氧化生物质制备甲酸

甲酸是一种重要的化工原料,以可再生生物质为原料,通过催化氧气氧化制备甲酸具有重要意义。对于不溶于水的生物质原料的转化,采用可溶于水的均相催化剂体系证明是有效的。本文总结了均相催化剂体系(包括含钒杂多酸、含钒杂多酸+H₂SO₄、含钒杂多酸基离子液体、NaVO₃+H₂SO₄、VOSO₄、NaVO₃-FeCl₃+H₂SO₄、FeCl₃+H₂SO₄等)在催化氧气氧化生物质(包括生物质模型化合物、纤维素、木材、秸秆和玉米芯等)制备甲酸方面的研究,分析了其转化的过程和机理。最后,指出了目前催化氧化生物质制备甲酸存在的问题和挑战。     

用从头算法研究高氯酸钠溶液中存在的离子缔合物种及缔合过程

采用量子化学计算方法在HF/6-31+G*水平下对高氯酸钠溶液中可能存在的离子缔合物种及浓度升高时溶液中发生的离子缔合过程进行了研究. 高氯酸根与水合钠离子可形成溶剂共享离子对、接触离子对、三离子及多离子团簇等离子缔合物种, 当体系中水比较充足时, 钠离子可以保持较规整的六配位八面体构型, 而当水分子比较少时, 则生成不规则的五配位构型. 以上水合离子缔合物种中的ν₁-ClO₄^-频率与水合硝酸根中的参比值相比, 分别发生4.7, 8.5及14~17 cm^-1的蓝移, 除以影响因子后, 其与实验结果符合得很好. 通过将计算结果与实验结果进行对比, 高氯酸钠溶液在浓度升高时发生离子缔合的过程可简略表示为“自由水合离子→溶剂共享型离子对→单齿接触离子对→阳-阴-阳型三离子团簇→链状多离子团簇→网状多离子团簇→无定形晶体”. 这个过程与硫酸镁相似, 而与硝酸镁、高氯酸镁和硝酸钠不同.     

痕量银的催化动力学光度法研究——银(Ⅰ)-乙二胺-过硫酸铵-还原型酚酞新体系

催化动力学法测定银的指示反应多为配他体取代反应与氧化还原反应,通常以后者的灵敏度较高,重现性较好,Mueller依据过硫酸钾-对氨基苯磺酸-乙二胺反应体系建立的催化动力学法,其灵敏度达1×10^-3μg/ml。