改性磁铁矿/H_2O_2非均相类Fenton体系催化降解橙黄Ⅱ的研究

为了提高非均相类Fenton体系的催化效率,采用浓硫酸对磁铁矿粉进行表面改性,得到改性磁铁矿(M-Fe_3O_4).探究以M-Fe_3O_4为催化剂的非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ的氧化降解效果,并考察M-Fe_3O_4投加量、H_2O_2投加量、反应初始pH值等因素对橙黄Ⅱ脱色率和TOC去除率的影响.XRD、TEM和FT-IR表征结果表明,表面改性后M-Fe_3O_4粒径减小,比表面积增加,且表面覆盖硫酸铁混盐等活性组分.与磁铁矿/H_2O_2和FeSO_4/H_2O_2两体系相比,M-Fe_3O_4/H_2O_2非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ(初始浓度为500mg·L~(-1))的降解效率明显提升.在最佳反应条件(pH=6,M-Fe_3O_4投加量为0.25g·L~(-1),H_2O_2投加量为4mL·L~(-1))下,橙黄Ⅱ脱色率达到92%,TOC去除率达到47%,为实际废水处理应用提供了实验支撑.     

非水溶性铁Schiff碱配合物活化H_2O_2光催化降解环丙沙星

以3,5-二氯水杨醛和邻苯二胺合成Schiff碱配体,与铁(Ⅲ)配位,得到3,5-二氯水杨醛缩邻苯二胺Schiff碱铁(Fe-3,5ClSPA)光催化剂。以环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)为有机污染物,在可见光(λ≥420 nm)照射下通过Fe-3,5ClSPA活化H_2O_2对CIP进行光催化氧化降解,在光催化反应90 min时对CIP降解率达到98.4%,Fe-3,5ClSPA在偏酸性条件下(pH 3.0～5.0)可有效活化H2O2而降解CIP。通过自由基捕获实验证实,·OH为光催化降解过程中主要的活性氧化物种。通过对CIP降解产物质谱分析,Fe-3,5ClSPA可见光活化H2O2光催化降解CIP经历了脱氟、喹啉羟基化、哌嗪环氧化和脱羧等途径生成5种中间产物。此外,非均相Fe-3,5ClSPA光催化体系在5次重复使用后,对CIP降解率仍达到74.2%,表明Fe-3,5ClSPA光催化剂具有较好的稳定性和重复利用性。     

Ag_2S/CdS复合物的制备及甲基橙降解性能

以硝酸镉、硝酸银及硫脲为镉源、银源和硫源,用水热法在水溶剂中合成CdS、Ag2S和Ag2S/CdS复合材料,采用XRD对复合材料进行表征。另外,还探讨了照射时间、焙烧温度、焙烧时间、催化剂的用量、初始浓度等变化条件下对甲基橙降解的影响。结果表明:催化剂的量为1.00g·L-1、染料初始浓度为10.00mg·L-1时,Ag2S/CdS(55)、焙烧温度为400℃,焙烧时间为90min和超声波清洗器的功率为50 W时,对甲基橙染料的降解效果最佳。     

Cu(OH)2/TiO2复合型纳米光催化剂的制备及其光催化性能

利用沉淀法制备了用表面包覆Cu（OH）2的纳米TiO2光催化剂，以甲基橙为待降解的模型化合物，研究了Cu（OH）2的包覆量、光催化剂的用量、pH值等因素对Cu（OH）2／TiO2复合纳米光催化剂的光催化性能的影响。结果表明，当Cu（OH）2的包覆量为0.05％（铜、钛原子百分比）时，该催化剂的光催化效率最高，约为未改性TiO2光催化剂的6倍，且在比较宽的pH范围内（3.0～7.0）均具有较高的催化活性和较强的矿化能力以及较长的使用寿命。     

氯氧化铁的制备及可见光催化性能

以氯化铁和氧化铁为原料,采用化学气相迁移法在密封条件下制备氯氧化铁(FeOCl)催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射光谱(XRD)、X光电子能谱(XPS)等分析手段对催化剂进行表征,研究了罗丹明B(RhB)初始浓度、H2O2添加量、催化剂用量、初始pH值等对RhB脱色率的影响.结果表明:在催化剂用量为0.5g·L-1、RhB初始浓度为100mg·L-1、H2O2浓度为20mmol·L-1、初始pH值为4.5时,可见光下经过15min的催化反应,RhB脱色率达到99%以上;初始pH值为7.0时,经过40min,RhB的脱色率也可达到95.5%;添加一定量的H2O2,能够促进羟基自由基(·OH)生成,提高脱色效率;催化剂稳定性良好,3次重复催化实验后,RhB的脱色率无明显降低.     

Al/α-Fe_2O_3催化剂降解染料废水工艺及其动力学

以Al/α-Fe_2O_3为催化剂,采用紫外辅助催化湿式过氧化氢法处理酸性大红GR,通过单因素和正交实验研究了催化剂和过氧化氢加入量、起始pH值、反应温度和反应时间对染料废水脱色率及COD去除率的影响,结果表明:最佳工艺条件为反应时间3h,催化剂用量0.1g,30%H_2O_2用量0.6mL,起始pH=4,在此条件下,染料废水脱色率为99.98%,COD_(cr)去除率为96.94%。在此基础上,运用一级动力学模型和Arrhenius公式,得到了一级反应速率常数、活化能和表观动力学方程。     

N,B,Fe-TiO_2催化剂的制备及其可见光催化性能

通过水热方法分别制备了N,B,Fe二元素掺杂和三元素掺杂的TiO2催化剂,并对各样品进行X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射(DRS),N2等温吸脱附、FT-IR等表征.制得的催化剂形貌为颗粒状,晶型主要以锐钛矿相为主,掺杂不影响催化剂的晶型,三元素掺杂TiO2催化剂具有较大的比表面积(220.1m2·g-1),三元素掺杂TiO2催化剂的禁带宽度为2.6eV.降解罗丹明B染料实验结果表明,N,B,Fe三元素掺杂的TiO2催化剂在400nm以上的可见光区有明显吸收,2h内降解率可达70.6%.分析表明,N,B的掺杂,减小了TiO2的带隙,Fe的掺杂,降低了光生电子和空穴复合的几率,三元素掺杂产生了协同效应,共同提高了TiO2在可见光的光催化效率.     

DBD等离子体协同催化剂MIL-101反应降解甲基橙溶液

以甲基橙为目标污染物,将MIL-101独特物化性质与DBD等离子体结合,协同作用,实现常温常压下高浓度偶氮废水的高效降解。实验对MIL-101催化剂进行XRD,SEM,UV-vis表征,研究了输入电压、冷却处理、甲基橙的初始浓度、催化剂用量及空气流量等对甲基橙降解的影响。研究结果表明:MIL-101催化剂下的DBD等离子体反应,表现出明显的协同效应,可以实现甲基橙的高效降解,在处理时间为10min时,输入电压22kV,催化剂用量为30mg,浓度为110mg·L-1的甲基橙溶液的降解率可达92%。     

介孔ZSM-5的制备、改性及其催化纤维二糖醇解的研究

以脱硅法制得介孔分子筛HZSM–5为载体,通过浸渍负载四氯化锡(SnCl_4·5H_2O),再经1mol·L~(-1)的硫酸处理后得到改性的SO_4~(2-)/Sn–ZSM-5分子筛催化剂.采用XRD、氮气物理吸附、SEM和X射线能谱对合成的SO_4~(2-)/Sn–ZSM-5催化剂进行了结构表征.结果发现,经负载和酸化后的催化剂仍然具有丰富的介孔结构和较大的比表面积(325.28 m~2/g).将该催化剂用于催化纤维二糖的醇解,并探讨了反应温度、反应时间、催化剂用量等对总糖收率的影响.结果表明,当纤维二糖和甲醇用量分别为200 mg和20 mL,反应的最佳条件是:催化剂的用量为3.0 mg,反应温度为150?C,反应压力3 MPa,反应时间4 h,总糖的收率可达88%.上述表明SO2-4/Sn–ZSM-5为催化纤维二糖醇解的一类优良催化剂.     

N_2H_4还原Ag(S_2O_3)_2~(3-)以沉析银的研究及应用

本研究获得,提高反应体系的pH值、温度和加入微量Cu(Ⅱ)离子,能加快联氨还原Ag(S_2O_3)_2~(3-)的反应速度、提高银的还原沉析率和降低联氨的耗量.通过正交试验,找出了影响联氨还原沉析银的各因素主次顺序为pH、温度、Cu(Ⅱ)离子浓度及游离S_2O_3~(2-)的浓度.在起始浓度为0.0025mol·L~(-1)的联氨和0.0100mol·L~(-1)Ag(S_2O_3)_2~(3-)混合液中,联氨还原Ag(S_2O_3)_2~(3-)以沉析银的最佳反应条件是:Ag~+:S_2O_3~(2-)=1:4(摩尔比),[cu(Ⅱ)]=4.0×10~(-5)mol·L~(-1),pH=13.5,在50℃时搅拌反应60min,银的还原沉析率达99.0％以上.在此条件下,对实际废定影液进行处理,也获得相同的结果.     

Salen双核Cu2+配合物的合成及催化染料降解

以水杨醛、N,N'-二胺丙基乙二胺和CuCl₂为原料得到了双核配合物Cu₂ClL·6H₂O,并进行了表征.利用UV-Vis研究了Cu₂ClL·6H₂O催化甲基橙和酸性蓝9的降解性能,利用GraphPad Prism 5软件绘制了染料降解的V-S曲线,利用HPLC研究了染料的降解产物.结果发现：（1）Cu₂ClL·6H₂O能有效催化甲基橙和酸性蓝9的氧化降解,10 h后酸性蓝9和甲基橙的降解率分别达到90%与60%;（2）染料的降解动力学符合酶促动力学过程,V-S曲线符合米氏动力学方程,Cu₂ClL·6H₂O催化甲基橙和酸性蓝9降解米氏常数K_m分别为3.29×10^-2 和1.93×10^-1 mmol·L^-1;（3）降解产物有马来酸,并给出了催化剂的催化机理和染料的降解机理.说明Cu₂ClL·6H₂O可以作为仿酶催化剂,与底物甲基橙和酸性蓝9有较好的结合效果.这为设计作用底物广、效果好的仿酶催化剂提供了理论基础,为染料降解新方法和新技术的开发提供了实践依据.     

高水热稳定性加氢脱氧催化剂Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)的制备及其性能研究

分别采用共沉淀法和溶胶凝胶法制备了具有高水热稳定性的Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)载体,并通过浸渍法制得高分散Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)催化剂,分析了短链脂肪醇作为氢供体用于香兰素加氢脱氧反应的催化性能.实验结果表明,复合氧化物催化剂Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)具有高的水热稳定性和优良的加氢脱氧活性,且Pt/Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2较Pt/Ce_(0.5)Ti_(0.5)O_2的催化性能更胜一筹,催化剂的加氢脱氧性能与其表面的酸性质以及贵金属Pt在载体上的高度分散有关.短链脂肪醇作为含氢的有机小分子,可作为氢源替代氢气,是理想有效的氢供体.     

铜掺杂对Fe/β催化剂NH_3-SCR催化性能的影响

制备了一系列Cu掺杂量不同的Fe/β(40)催化剂,并采用ICP-AES、XRD、H2-TPR、UV-vis和XPS等表征技术分析了催化剂的物化性质.结果表明,适量的铜掺杂能大大提高Fe/β(40)催化剂的低温活性,拓宽其活性温度窗口,但过量的Cu掺杂会降低催化剂的N2选择性.Cu掺杂质量比为1.27%Cu-2%Fe/β(40)的催化剂具有最佳的SCR性能,这与催化剂中存在较多离子交换位的Fe~(3+)和Cu~(2+)物种有关,而存在较多的CuO物种会促进氨高温氧化,使催化剂的N2选择性降低且高温窗口变窄.高温水热条件下Cu的存在可能使Cu、Fe物种更容易发生迁移和团聚,导致Cu-Fe/β(40)催化剂的水热稳定性明显变差.     

氧化铁红对印染废水中锑（V）的吸附性能

印染行业锑（Sb）污染严重,常规除锑工艺难以达标,铁氧化物对水中锑及其化合物具有良好的吸附效果,选取氧化铁红110、138与190,分别记为T110、T138、T190,对模拟印染废水中的Sb（V）进行吸附去除。结果表明,当Sb（V）初始浓度为200 μg·L^-1,投加量为0.2 g·L^-1时,T138的除锑效果最佳,去除率可达99.44%。XRD图谱显示,氧化铁红的主要成分为\alpha-Fe₂O₃。TEM与XPS图谱表明,T138的颗粒形状较不规则且相对粗糙,含还原态铁与丰富的羟基位点,有利于吸附Sb（V）。吸附动力学实验显示,Sb（V）吸附过程较符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。吸附热力学结果表明,T110与T138对Sb（V）的吸附较符合Freundlich模型,T190则较符合Langmuir模型。在实际应用中,印染废水中共存的含氧阴离子与染料明显抑制氧化铁红对Sb（V）的吸附。     

离子色谱法测定减水剂中的阴离子

建立一种离子色谱法同时测定减水剂中的葡萄糖酸根、氯离子、硫酸根、硫代硫酸根.样品经过稀释、C18小柱预处理后直接进样.选用shodex52-4e阴离子交换柱分离样品,淋洗液为3.6mmol·L^-1Na₂CO₃,柱温50℃,流速0.8mL·min^-1,进样量7μL,抑制电导检测,外标法定量,当葡萄糖酸根、氯离子、硫酸根、硫代硫酸根的质量分数分别为5.0~100.0,0.1~30.0,1.0~50.0,1.0~50.0mg·L^-1时,与色谱峰面积呈良好的线性关系(r≥0.9991),相对标准偏差(n=7)均小于2.5%,检出限在50.23~13.44μg·L^-1.将该方法应用于减水剂阴离子的测定,加标回收率在80.6%~113.9%,方法选择性高、灵敏度好且操作简便.     

丙烷选择氧化制丙烯酸Mo-V-Te-Nb-O催化剂的Sb掺杂研究

通过共沉淀法和两段焙烧的方式制备了丙烷选择氧化制丙烯酸的Mo₁V_0.3Te_0.23Nb_0.12Sb_xO_y催化剂,并通过XRD、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征手段探讨了Sb元素的引入对催化剂相结构、表面酸碱性、氧化还原性等的影响。实验结果表明,适量Sb元素的掺杂使得催化剂相结构中活性相M1和M2的相对量发生明显变化,催化剂表面酸性降低,氧化能力减弱,催化剂表面Mo⁶⁺和V⁵⁺物种量减少,提高了丙烯酸的选择性。当Sb/Mo为0.01 时,其丙烯酸选择性高达78.6%,得率可达48.5%。     

载体对负载型Zn催化剂上愈创木酚加氢脱氧(HDO)性能的影响

以SiO₂、Al₂O₃和HZSM-5、Re-HY分子筛为载体,以Zn为主要活性成分,研究了不同类型载体以及不同Si/Al比的HZSM-5分子筛负载Zn催化剂的愈创木酚加氢脱氧(HDO)反应性能。结果表明,催化剂的酸性是影响其加氢脱氧活性和产物选择性的主要因素,并且愈创木酚加氢脱氧转化为环己烷、BTX（苯、甲苯、二甲苯）等完全脱氧产物的活性,与催化剂的总酸量、酸中心强度具有一定的相关性。     

丙烷选择氧化制丙烯酸Mo-V-Te-Nb-O催化剂的Sb掺杂研究

通过共沉淀法和两段焙烧的方式制备了丙烷选择氧化制丙烯酸的Mo₁V_0.3Te_0.23Nb_0.12Sb_xO_y催化剂，并通过XRD、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征手段探讨了Sb元素的引入对催化剂相结构、表面酸碱性、氧化还原性等的影响。实验结果表明，适量Sb元素的掺杂使得催化剂相结构中活性相M1和M2的相对量发生明显变化，催化剂表面酸性降低，氧化能力减弱，催化剂表面Mo⁶⁺和V⁵⁺物种量减少，提高了丙烯酸的选择性。当Sb/Mo为0.01 时，其丙烯酸选择性高达78.6%，得率可达48.5%。     

多硫化钙固化高浓度铬污染软土的试验研究

为探究多硫化钙对高浓度铬污染软土的固化稳定效果, 进行了无侧限抗压强度和毒性浸出试验, 研究养护龄期、重金属浓度以及多硫化钙固化剂掺量对铬污染软土固化特性的影响. 研究表明: 固化土的无侧限抗压强度随着龄期的增加显著提高, 龄期28 d时的固化土体强度可为龄期7 d时强度的2.4倍; 污染土中铬浓度越高, 无侧限抗压强度越低; 掺加固化剂的污染土无侧限抗压强度有明显的提高, 当固化剂掺量为0.1%时, 强度可提高28%, 最大强度可达1.76 MPa. 掺入固化剂后, 铬的浸出浓度明显低于未掺固化剂时的浸出浓度, 固化剂掺量越高, 浸出浓度越小; 当铬的质量分数高达15000 mg●kg^-1, 固化剂掺量为0.3%时, 铬浸出质量浓度仅1.67 mg●L^-1. 提高固化剂的掺量对于固化稳定效果提升明显, 当固化剂掺量为0.3%时, 污染土的固化率在80.1%~98.9%之间.