实验参数对磁性AgI-BiOI/CoFe_2O_4光催化剂湿法脱除Hg~0的影响（英文）

采用水热-共沉淀法制备了一种新型的磁性AgI-BiOI/CoFe_2O_4复合材料光催化剂,考察了荧光灯辐照下光催化剂脱除模拟烟气中单质汞(Hg~0)的性能,研究了实验参数对脱汞性能的影响及反应产物。结果表明,AgI-BiOI/CoFe_2O_4光催化剂的热稳定性较差,当煅烧温度超过400℃时该光催化剂的化学成分会发生变化;随着催化剂用量、反应溶液pH值、反应溶液温度和烟气中O_2浓度的增加,脱汞效率先增加后不变或下降;反应溶液中存在的CO~(2-)_3和SO~(2-)_4对脱汞效率有一定的抑制作用;当通入SO_2时,脱汞效率急剧下降;而NO对脱汞效率的抑制作用相对较小。反应产物分析表明,SO_2、NO和Hg~0的最终氧化产物分别是SO~(2-)_4、NO~(-3)和Hg~(2+)。     

铁酸铋可见光催化过一硫酸盐去除金橙Ⅱ

采用共沉淀法制备新型可见光催化剂铁酸铋,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、FTIR对其进行表征,并研究铁酸铋激活过一硫酸盐(PMS)去除金橙Ⅱ的影响因素与金橙Ⅱ的降解规律。实验结果表明:初始pH值越低,金橙Ⅱ降解速率越高;随PMS浓度的增加,金橙Ⅱ去除率先增大后降低;随着铁酸铋用量增加,金橙Ⅱ去除率增大,当铁酸铋用量超过0.2g时,去除率趋于恒定;金橙Ⅱ初始浓度增加,去除率降低,但随时间增加,最终去除效果仍趋于一致;当金橙Ⅱ浓度为10 mg·L~(-1),PMS浓度为0.3 mmol·L~(-1),铁酸铋用量为0.2 g,反应时间为70 min时,金橙Ⅱ去除率可达到99.58%;金橙Ⅱ稳定降解时,符合拟一级动力学方程。     

Co掺杂铁基氧化物吸附剂燃煤烟气脱汞实验研究

使用柠檬酸法制备了Co掺杂的铁基氧化物(FeCo)吸附剂,通过固定床脱汞实验装置系统考察了FeCo吸附剂的脱汞性能,并利用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段分析吸附剂的物理化学特性。结果表明,α-Fe_2O_3中掺入Co后,比表面积、孔结构特性均得到改善,且氧化还原性能也相应提升;FeCo吸附剂在200-250℃获得最高约97%的脱汞效率;烟气中O_2和NO的存在有助于FeCo吸附剂对Hg~0的脱除,而SO_2和H_2O则抑制FeCo吸附剂对Hg~0的脱除,同时NO能削弱SO_2对FeCo脱汞的抑制作用。在脱汞过程中,FeCo吸附剂表面的活性组分Fe~(3+)、Co~(3+)和O~*均消耗,参与了Hg~0氧化反应,且吸附剂表面生成了HgO。在含SO_2气氛中进行脱汞反应后,FeCo吸附剂表面发生硫酸盐化,从而削弱了吸附剂的脱汞性能,汞在吸附剂表面以HgO和HgSO_4形式存在。     

钌/氮掺杂石墨烯催化硼氢化钠水解制氢的研究

本文采用原位合成法制备了钌/氮掺杂石墨烯(Ru/NGR)催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等手段对催化剂的结构形貌进行了表征。将Ru/NGR催化剂应用于硼氢化钠水解制氢体系,考察了钌的负载量、硼氢化钠的浓度、反应温度等对硼氢化钠产氢的催化性能的影响。研究结果表明:当温度为25℃,硼氢化钠浓度为2 wt%,钌负载量为3.9%时,产氢速率可达32.95 L·(gRu·min)^-1。通过对Ru/NGR催化剂催化硼氢化钠水解反应动力学数据研究研究得出该催化剂的活化能为46 kJ·mol^-1。     

新型疏水性固体酸Zr(SO4)2/AC催化剂的制备及其催化性能

 将Zr(SO4)2(CZ)负载在活性炭(AC)上制备疏水性固体酸CZ/AC催化剂,用于丙烯酸与正辛醇的酯化反应,考察了催化剂制备条件对催化剂活性和疏水性的影响. 结果表明,以60～80目的活性炭负载30%的Zr(SO4)2并于110 ℃干燥后制得的CZ/AC催化剂的活性最高,丙烯酸转化率可达100.0%; CZ/AC催化剂循环使用3次,丙烯酸的转化率仍保持在97.5%. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和低温N2吸附方法对催化剂的结构和酸性进行了表征, XRD及XPS测试结果均表明硫酸锆以非晶态形式高度分散在活性炭的表面; 原位红外吸附NH3测试中在 1521 和 1695 cm-1处有两个吸收峰,表明催化剂表面存在L酸和B酸. 负载型疏水性固体酸CZ/AC催化剂的酸强度、酸量、催化活性和疏水性能均高于Zr(SO4)2.     

SO~(2-)_4掺杂对Nasicon型Li_3Fe_2(PO_4)_3正极材料电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法用SO~(2-)_4部分代替Li_3Fe_2(PO_4)_3中的PO~(3-)_4阴离子制得Li_(3-x)Fe_2(PO4)_(3-x)(SO_4)_x(x=0~0.90)正极材料,通过X射线衍射、充放电技术、循环伏安特性测试及电化学阻抗谱表征了掺杂材料的相组成及电化学性能.结果表明,SO~(2-)_4主要以固溶形式存在于Li_3Fe_2(PO_4)_3中,产物中还伴有少量Fe_2O_3第二相析出.SO~(2-)_4掺杂使Li_3Fe_2(PO_4)_3的放电容量呈抛物线形规律变化,并在掺杂浓度x=0.60时达到最佳值,该样品在0.5C倍率下的首次放电容量为111.59 mA·h/g,比未掺杂的样品提高了18.4%;60次循环充放电后的容量保持率为96%;将该样品的放电倍率由0.5C逐渐提高至5C,再降至0.5C,并在每个倍率下循环10次,材料的最终放电容量仍能达到首次放电容量的97%.导致这些变化的原因是SO~(2-)_4掺杂使材料的氧化还原性能增强,电池内阻减小,极化程度降低及Li~+扩散系数增大.     

石墨烯氢氧化钴复合催化剂的一步合成及其对酸性橙的催化降解(英文)

用一步合成自组装法制备出了氢氧化钴与还原氧化石墨烯(Co(OH)2/rGO)的复合催化剂,并将其用于水中染料的催化降解实验.通过X射线衍射(XRD),激光拉曼(Raman)光谱,透射电镜(TEM),X射线能量色散谱(EDS)以及X射线光电子能谱(XPS)等一系列分析手段对催化剂的结构形貌进行了详细的表征,表征结果证实氢氧化钴很好地附着在还原石墨烯的表面.最后初步考察了催化剂催化单过硫酸钾(PMS)降解酸性橙(AO7)的性能.结果表明,催化剂显示出了高效的催化性能,酸性橙的色度可在12 min内完全去除,总有机碳(TOC)实验也表明染料降解的同时也可获得较高的矿化度.循环稳定性实验表明在进行到第三次实验时,催化剂仍能保持高的催化活性,将酸性橙在16 min内降解完毕.     

基于氮磷共掺杂碳点的荧光探针检测汞离子

以柠檬酸为碳源、磷酸氢二铵为氮源和磷源,采用微波加热法成功合成了氮磷共掺杂碳点(NPCDs),利用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、傅利叶红外吸收光谱(FT-IR)、紫外吸收光谱和荧光光谱等手段对氮磷共掺杂碳点的结构进行了表征,量子产率为33%。随着汞离子(Hg~(2+))浓度的增加,NPCDs的荧光被逐渐猝灭,基于此构建了检测汞离子的NPCDs荧光探针。探讨了氮磷共掺杂碳点的浓度、溶液pH值和反应时间对NPCDs–Hg~(2+)系荧光强度的影响。在优化的实验条件下,汞离子浓度在0.1μM～30.0μM范围内与NPCDs的相对荧光强度呈良好的线性关系,检出限为9.9 nM。同时初步探讨了Hg~(2+)使NPCDs荧光猝灭的机理。将构建的NPCDs荧光探针应用于环境水样中汞离子的检测,结果满意。     

Ho3+掺杂铁酸铋的制备及光催化性

为提高铁酸铋磁性和光催化性能,通过低温热分解前驱体快速制备出可磁分离回收的Ho³⁺掺杂铁酸铋复合物Bi_0.95Ho_0.05FeO₃纳米颗粒,并用X粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱仪(DRS),磁强计(VSM)和Zeta电位仪等多种手段对物相和性质进行表征,同时以甲基橙(MO)为降解模型,考察溶液的酸碱性和常见无机阴离子共存下其光催化性能。 结果显示,产物以R3c相铁酸铋为主,带隙为1.90 eV,Ho³⁺掺杂后使铁酸铋的磁性增强了4倍,催化性能提高30%。 而该催化剂的催化性能受降解溶液本身酸碱性以及共存阴离子的氧化性与酸碱性的影响。 另外,对该催化剂的回收也进行了研究。 结果表明,所得催化剂可通过磁分离回收,从而反复利用。     

氮掺杂还原氧化石墨烯/四氧化三钴双功能催化剂的制备及表征

采用尿素作为氮源,通过热退火法制备氮掺杂还原氧化石墨烯,然后以乙酰丙酮钴作为钴源通过水热法制备氮掺杂还原氧化石墨烯/四氧化三钴杂化纳米片作为催化氧还原和氧析出反应的双功能催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱仪(XPS)等对其进行形貌结构表征,通过旋转圆盘电极等电化学测试对其电催化性能进行分析,可以看出该催化剂具有良好的氧还原和氧析出催化性能。     

Ce-Co/KIT-6介孔材料的制备及其脱汞性能的研究

以P123表面活性剂为模板,采用硬模板法制备了有序介孔材料KIT-6,以KIT-6为载体,Ce(NO_3)_2·6H_2O和Co(NO_3)_2·6H_2O为Ce和Co源,采用溶液浸渍法制备了负载型Ce-Co/KIT-6介孔材料。在模拟烟气条件下,利用固定床实验台架研究了Ce-Co/KIT-6材料对烟气中的单质汞(Hg0)的脱除性能。采用扫描电镜(SEM)、N_2吸附-脱附(BET)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)以及热重分析(TGA)等方法对材料进行表征。结果表明,Ce和Co在KIT-6孔道内部高度分散,同时材料保持高度有序的孔道结构、比表面积高达495.2 m~2/g,孔径4.6 nm。脱汞实验结果表明,Ce-Co/KIT-6对Hg0的氧化吸附去除效率很高,250℃下对Hg0的氧化吸附去除效率高达95%以上,在这个过程中,O_2的存在明显促进了催化剂的脱汞能力。氧通过Ce-Co价态的变化进入金属结构中,再与汞发生反应是这个过程的主要机理。     

改性SCR催化剂对单质汞氧化性能的研究

在模拟SCR反应器烟气组分下,考察了过渡金属改性掺杂对SCR催化剂单质汞(Hg0)氧化性能的影响。采用N2吸附-脱附和X射线衍射(XRD)对催化剂理化性能进行表征。结果表明,金属改性掺杂减小了催化剂的比表面积和总孔容,但对催化剂的孔径分布没有太大的影响。XRD谱图中出现了微弱的过渡金属氧化物衍射峰。8%Ce/SCR和8%Cu/SCR催化剂表现出了相对稳定和高效的Hg~0氧化效率,而8%Co/SCR催化剂Hg~0氧化效率受温度影响较大。金属改性掺杂的催化剂在低NH_3和NO烟气组分中表现出较好的Hg~0氧化效率,当烟气组分中存在HCl时,促进更加明显;而当催化剂在高NH3和NO烟气组分条件下,即使有HCl的存在对Hg~0氧化效率影响也不大。     

MnOx-TiO2吸附剂对燃煤烟气中汞的脱除

以锐钛矿型TiO_2为载体,采用浸渍法对其进行MnO_x改性制备脱汞吸附剂,探究了负载量、焙烧温度、反应温度及烟气组分等参数对吸附剂脱汞性能的影响。利用N_2吸附-脱附、TG/DTG、XRD、FT-IR、Hg-TPD、XPS等方法对吸附剂的理化性质进行了表征。结果表明,Mn的最佳负载量为12%,最佳焙烧温度和反应温度分别为450和300℃,在实验条件下MnO_x-TiO_2吸附剂可达到的最佳脱汞效率为98.46%。烟气中少量的O_2及微量的HCl对吸附剂的脱汞有较强的促进作用;SO_2对吸附剂的脱汞有较强的抑制作用,SO_2与Hg~0存在的竞争吸附作用以及脱汞反应中产生的硫酸盐覆盖活性位点表面,是导致脱汞效率下降的主要原因。烟气中的CO_2和NO也会对汞的脱除产生轻微的抑制作用。负载在吸附剂上的MnO_x存在Mn~(4+)、Mn~(3+)两种价态,其中,Mn~(4+)将Hg~0氧化为Hg~(2+),自身被还原为Mn~(3+)。结合实验和分析结果发现,Hg~0的吸附和氧化基本遵循Mars-Maessen和Langmuir-Hinshelwood机理。     

负载Mn的Fe基MOFs脱汞剂烟气脱汞研究

基于Fe基金属有机骨架（MOFS）作为载体,采用浸渍法制备了负载6% Mn的Mn/MIL-100（Fe）脱汞剂。在模拟烟气中,搭建固定床研究了Mn/MIF-100（Fe）脱除单质汞（Hg⁰）性能。采用X射线衍射分析（XRD）、X射线电子能谱（XPS）、N₂吸附-脱附（BET）和热重分析（TGA）对材料进行表征。研究表明,Mn/MIF-100（Fe）脱除单质汞（Hg⁰）效率较高,在250℃,空速（GHSV）为180000h^-1时,脱汞（Hg⁰）效率达82%以上。Mn/MIF-100（Fe）主要的脱汞机理是催化氧化,Mn的负载促进了汞的吸附,并随着烟气温度的提高,单质汞的氧化效率逐渐提高。O₂和NO促进汞的脱除,SO₂和NH₃抑制汞的脱除。Mn/MIL-100（Fe）整体上对复杂烟气的适应能力强。     

锰负载钛锆和钛锡复合氧化物催化剂烟气脱汞实验研究

采用共沉淀法制备了TiO_2、TiZr和TiSn载体,浸渍锰制备了10%MnO_2的MnTi、MnTiZr和MnTiSn催化剂。采用BET、XRD、H_2-TPR、FT-IR和XPS等对样品进行表征,并对三种催化剂进行固定床脱汞性能实验。结果表明,在100-300℃,MnTiZr和MnTiSn催化剂脱汞性能均优于MnTi催化剂,这归因于Sn和Zr的引入提升了催化剂比表面积和低温氧化还原性能增加了催化剂表面的酸性位点数量、高价态锰离子和O~*含量;在反应温度为150-300℃,MnTiSn催化剂脱汞效率均高于MnTiZr催化剂这是由于前者具有更好的氧化还原性能,表面具有更多含量的高价态锰离子、O~*含量和酸性位点数量;在Hg~0脱除过程中催化剂表面活性组分如高价态锰离子和O~*均消耗,参与了Hg~)氧化为Hg~(2+)的反应且MnTiSn催化剂表面活性组分的消耗量更多。     

锰改性活性焦脱除合成气中单质汞的影响因素

采用等体积浸渍法制备了Mn改性活性焦吸附剂(Mn-AC),研究了模拟合成气(0.04%H2S、20%CO、30%H2、N2为平衡气体)下Mn-AC对单质汞的吸附特性,并利用BET、XPS、XRD等手段对吸附剂进行表征,分析了还原性气体对吸附剂脱汞性能的影响。结果表明,在模拟合成气气氛下,Mn-AC具有优异的汞脱除能力,200℃下2 h内平均汞脱除率达到84.3%。合成气中,H2S提供了具有脱汞能力的活性硫吸附位(Sad),显著地提高了Mn-AC的高温脱汞能力;H2消耗了吸附剂表面的活性氧,不利于活性硫的生成,CO消耗了生成的活性硫吸附位,两者对汞脱除均有抑制作用。高温下由于活性硫和汞的反应减弱,同时H2的抑制作用加强,吸附剂对单质汞的脱除能力下降。     

Fe/Al-SiO_2复合金属氧化物用于燃煤烟气中汞的脱除

采用不同方法制备了Fe/Al-SiO_2复合金属氧化物以模拟赤泥成分,模拟烟气条件下考察其脱汞性能。结果表明,采用溶胶-凝胶法得到的复合金属氧化物在300-450℃具有优异的脱汞性能,其中,在350℃、3 h内平均脱汞率可达到94.8%。Fe_2O_3为Hg~0的氧化提供了晶格氧和化学吸附氧;SiO_2形成的硅溶胶则有利于活性组分Fe_2O_3的分散,增强了Hg~0与活性位的接触。基本模拟烟气中存在微量HCl和NO时,Hg~0脱除率接近100%;当烟气中存在0.2 mL/min、0.4 mL/min的SO_2时,吸附剂的平均脱汞率分别降至90.7%、53.4%,这主要是由于SO_2与Fe_2O_3反应生成Fe_2(SO_4)_3,导致了Fe_2O_3的失活并抑制汞的脱除。     

Enhanced Peroxymonosulfate Activation by NixCo1-xOOH for Efficient Catalytic Oxidation of Organic Pollutants

Peroxymonosulfate(PMS) has received increasing attention as viable technology for recalcitrant organics removal from polluted waters. Although promising, alternative heterogeneous catalysts with stable structure, strong hydrophilicity, environmental friendliness and excellent catalytic performance are highly desirable to facilitate the wide industrialization of PMS. In this work, Ni doped CoOOH catalyst was employed as PMS activator. Ni dopant had a significant influence on the morphology, structure and catalytic performance of CoOOH. NiojCoo.gOOH exhibited the best catalytic performance. Reaction rate ofNio.2Coo.8OOH was 2, 4, and 4.4 times that of CoOOH, CoFe2O4 and CO3O4, respectively. Moreover, Ni。2C00.8OOH/PMS system had potential application to organic pollutants and displayed a great catalytic activity over a broader pH value(e.g., 4-10). More importantly, Ni doping accelerated the transfonnation of Co(Ⅲ) and Co(Ⅱ) and formed active species CoOH^+ and NiOH^+ which were responsible to the enhancement of PMS activation.OH, SO4^-:O2^- and 1^O2 were detected, indicating both non-radical and radical processes in the Nio.2Coo.8OOH/PMS system. These findings provide a promising alternative to mixed-metal oxyhydroxides catalysts for PMS activation, demonstrating a great potential in environmental remediation and wastewater treatment.     

实验参数对磁性AgI-BiOI/CoFe2 O4光催化剂湿法脱除Hg0的影响

采用水热-共沉淀法制备了一种新型的磁性AgI-BiOI/CoFe₂O₄复合材料光催化剂,考察了荧光灯辐照下光催化剂脱除模拟烟气中单质汞（Hg⁰）的性能,研究了实验参数对脱汞性能的影响及反应产物。结果表明,AgI-BiOI/CoFe₂O₄光催化剂的热稳定性较差,当煅烧温度超过400 ℃时该光催化剂的化学成分会发生变化;随着催化剂用量、反应溶液pH值、反应溶液温度和烟气中O₂浓度的增加,脱汞效率先增加后不变或下降;反应溶液中存在的CO₃^2-和SO₄^2-对脱汞效率有一定的抑制作用;当通入SO₂时,脱汞效率急剧下降;而NO对脱汞效率的抑制作用相对较小。反应产物分析表明,SO₂、NO和Hg⁰的最终氧化产物分别是SO₄^2-、NO₃^-和Hg²⁺