光催化连续降解汽油气的研究

以掺铁TiO2薄膜为光催化剂,光催化连续动态降解汽油气．分别考察了汽油气的初始质量浓度、反应体系的相对湿度、氧气含量以及载气的流量对汽油气去除率的影响．结果表明,初始质量浓度、反应体系的相对湿度和载气的流量对汽油气去除有较大的影响,氧气含量高于20％时,对汽油气去除影响不大．在最佳工艺参数条件下,对于初始质量浓度低于2327．47mg／m^3的汽油气,经反应光催化降解,出口处汽油气的质量浓度均低于检出下限．对汽油气的光催化降解反应动力学进行了初步探讨．     

微波/过氧化氢降解水中甲基红

研究了微波/过氧化氢协同作用下水中甲基红的降解。考察了甲基红初始质量浓度、pH、H2O2加入量、反应时间、温度等因素对降解率和降解量的影响,并建立了甲基红降解的数学模型。结果表明,碱性条件下、反应时间延长有利于甲基红的降解,甲基红初始质量浓度越大,则氧化苛刻度Z值越大,甲基红降解反应动力学为一级反应,反应速率常数为0.172 4min-1,降解量的活化能126.6kJ/mol。在H2O2加入体积分数为1.6%、甲基红初始质量浓度为130mg/L、反应温度473K、反应时间为12min、pH=10的条件下,甲基红的降解率可达到78%。     

催化臭氧化水中硝基苯速率常数的影响因素

为考察催化臭氧化降解水中硝基苯的表观速率常数随剂量因素的演进,采用半连续流批次实验检测臭氧投量、硝基苯初始质量浓度和蜂窝陶瓷催化剂用量对单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化工艺降解水中硝基苯的表观反应速率常数的影响规律.结果表明,在不同的臭氧投量(0.987~2.732 mg/L)、不同的硝基苯初始质量浓度(50~250μg/L)和不同的蜂窝陶瓷催化剂用量(1~5个)下,2种氧化工艺对硝基苯的降解均遵循假一级反应动力学模型,且2种工艺的表观反应速率常数都分别与臭氧投量、硝基苯初始质量浓度和蜂窝陶瓷催化剂的用量成正相关性.     

镧掺杂纳米TiO_2薄膜的制备及对甲醛的光催化降解

采用sol gel技术 ,在细玻璃管表面制备了La掺杂复合TiO2 薄膜光催化剂。通过SEM、XRD和UV VIS等测量手段对该催化剂表面形貌、薄膜相组成、光吸收特性进行了表征和研究。结果表明 ,薄膜表面为多孔状 ,粒子晶型为锐钛矿相 ,适当的La掺杂可以细化晶粒并且有效提高薄膜对紫外光 (λ <387nm)的吸收。在一个封闭循环装置中考察了甲醛气体的光催化降解。甲醛的光催化降解曲线是吸附和降解共同作用的结果 ,其降解率随初始浓度的升高而增加。实验发现热处理温度为 5 0 0℃、镧掺杂量 1 5 %(质量分数 )时催化剂活性最高     

悬浮体系光催化氧化降解直接桃红12R的工艺条件及动力学实验

利用TiO2光催化氧化悬浮体系,对影响染料直接桃红12R降解的因素———pH、反应的初始浓度、反应时间以及TiO2的用量进行了研究。影响染料降解率的4个因素的主次关系为pH>初始浓度>TiO2投加量>反应时间。得出的降解染料直接桃红12R溶液的最佳工艺条件为:pH为4,反应时间为30min,初始浓度为20mg/L以及TiO2投加量0.13g,在此条件下溶液的脱色率为94.8%。并进行了动力学实验,得出了该反应符合一级动力学模式,为一级反应。     

Fenton助UV/TiO_2光催化降解TCAA的研究

研究了反应时间、通气种类、TiO2用量及初始pH值对UV/TiO2光催化降解三氯乙酸(TCAA)的影响,探讨Fenton助UV/TiO2光催化降解TCAA最佳Fe2+/H2O2投料比,分析Fenton助TiO2光催化降解TCAA动力学方程.结果表明:当通入气体为O2,TiO2用量为1.0g/L,TCAA初始质量浓度为2.0mg/L,初始pH值为5.80,Fe2+/H2O2摩尔浓度投量比为1∶10,反应时间为120min时,Fenton助UV/TiO2光催化降解TCAA降解率高达99.78%.用Langmuir-Hinshelwood模型模拟TiO2光催化降解TCAA反应动力学,UV/TiO2、Fe2+/UV/TiO2、Fenton/UV/TiO2反应体系对TCAA的降解速率常数分别为0.0131min-1、0.0237min-1、0.0456min-1;半衰期分别为52.92min、29.25min、15.20min.     

悬浮体系光催化氧化降解直接桃红12R的工艺条件及动力学实验

利用TiO2光催化氧化悬浮体系,对影响染料直接桃红12R降解的因素———pH、反应的初始浓度、反应时间以及TiO2的用量进行了研究。影响染料降解率的4个因素的主次关系为pH>初始浓度>TiO2投加量>反应时间。得出的降解染料直接桃红12R溶液的最佳工艺条件为:pH为4,反应时间为30min,初始浓度为20mg/L以及TiO2投加量0.13g,在此条件下溶液的脱色率为94.8%。并进行了动力学实验,得出了该反应符合一级动力学模式,为一级反应。     

锰离子催化臭氧氧化气相丁醛

为研究餐厨油烟中挥发性有机物(VOCs)的去除方法,以丁醛为目标污染物,考察了锰离子催化臭氧氧化对丁醛的降解效果,并考察了p H、催化剂浓度、[O3]/[丁醛]浓度比、温度、丁醛的初始浓度等因素对Mn2+催化臭氧氧化丁醛效果的影响.结果表明:Mn2+的加入可以显著提高丁醛的降解率,降解效率随[O3]/[丁醛]浓度比升高和丁醛浓度的降低而增大,随Mn2浓度和温度的增大先升高后降低,分别在浓度为1 mmol/L和温度为30℃时降解效果最好;存在最优p H,即p H=5时降解效果最好;在催化剂浓度为1 mmol/L、p H=5、丁醛初始浓度为50 m L/m3、[O3]/[丁醛]=0.2、温度为室温的条件下,丁醛的降解率可达94.67%,矿化率为91.8%.     

火焰化学气相沉积法制备多晶纳米二氧化钛及其在气体净化中的应用

综述了作者近年来在火焰化学气相沉积(CVD)法制备多晶纳米二氧化钛及其在光催化气体净化中应用的研究成果。总结了以工业丙烷为燃料、空气为催化剂、四氯化钛为先驱物的火焰CVD法制备多晶纳米二氧化钛中热负荷对燃烧室内的温度分布和金红石含量的影响。以光致发光(PL)光谱为表征手段,研究了金红石含量对光激电子和空穴的分离作用。用管式光催化反应系统,研究了初始浓度和相对湿度对多晶纳米二氧化钛光催化降解挥发性有机物(VOC)气体和氨气的影响,及最佳光催化效率的金红石含量。针对多晶纳米二氧化钛在低相对湿度下光催化降解效率低的缺陷,用复合法对其性能进行了改进,研究了改进的光催化剂在低相对湿度和干燥空气中光催化降解苯的效率。对500 m3/h模块化的填料式光催化气体净化设备进行了净化效率和催化剂寿命实验,讨论了光催化饱和浓度对净化设备设计的影响。     

2-（4-氯苯氨基）甲基苯酚降解的动力学研究

采用高效液相色谱技术,开展了Fenton试剂对2-（4-氯苯氨基）甲基苯酚（CMP）的氧化降解动力学的研究。考察了初始双氧水摩尔浓度、亚铁离子摩尔浓度和温度等因素对CMP降解速率的影响,结果表明,当双氧水摩尔浓度、亚铁离子摩尔浓度增大和温度升高时,CMP的氧化速率明显加快。在30~45℃的温度范围内,其氧化降解符合假一级反应动力学模型,反应的表观活化能Ea为102.90kJ/mol。     

活性炭负载复合催化剂分解臭氧的研究

用浸渍法制备了活性炭负载的锰铁和锰铜催化剂,并进行了表征,考察了它们对臭氧分解的催化性能及相对湿度、臭氧初始浓度对臭氧催化分解的影响。结果表明,锰铁催化剂远优于锰铜催化剂,每克锰铁催化剂能分解3.43g臭氧;湿度对臭氧催化分解影响很大,相对湿度越高,催化性能越差;当臭氧初始质量浓度不大干1.908mg/L时,活性炭不参与反应,而在臭氧浓度过大时,催化剂中的载体活性炭会与臭氧发生反应,使催化剂总量减少。     

不同时段室内空气甲醛浓度波动及预测模型

为确定寒冷地区室内空气甲醛浓度的不稳定性特征,在某一固定房间长期跟踪检测室内空气中甲醛浓度变化．检测结果表明：受室外气象（气温、风力、雨雪和气压等）和室内温、湿度变化的影响,不同日期和同一日期不同时间室内空气中甲醛浓度的变化与室内外环境状况呈一定的相关性．冬季甲醛浓度的波动性大于夏季,且冬季和夏季影响甲醛浓度波动因素的权重也有差别,据此建立了相应的浓度波动预测模型．     

电解生活垃圾焚烧厂渗滤液氨氮的动力学研究

为强化电解法处理难降解垃圾焚烧厂渗滤液的效果,采用三元电极电解经生化-混凝处理后的出水,对渗滤液中氨氮的降解特征进行研究.通过分析氨氮质量浓度随电解时间的变化规律,确定反应的降解动力学特征.通过改变电流密度、pH、起始NH3-N质量浓度等不同工艺条件,考察电解法对渗滤液的NH3-N降解效果的影响规律.结果表明:经电解反应渗滤液中的NH3-N降解迅速,其降解过程符合拟零级反应动力学规律;拟零级反应速率常数k受电流密度、pH和进水NH3-N质量浓度的影响较大;建立了以该三因素为影响因子的k值经验模型,动力学模拟的NH3-N出水值与实际运行的测量值较为接近.该模型可以较好地模拟电解法进行垃圾焚烧厂渗滤液后续处理的效果.     

喷砂强化对铝合金薄壁框架件形状的影响及应用

室内甲醛被动热催化的实际性能

张 舸¹,李 妍¹,白 娇¹,张群立²,刘 靖³

（1.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083;2.北京建筑大学 北京市“供热、供燃气、通风及空调工程”重点实验室,北京 100044; 3.河南理工大学 土木工程学院, 河南 焦作 454000）

创新点说明：

创新地提出被动式热催化净化室内甲醛的方法,利用散热器散热助力热催化反应,并搭建试验台进行验证。

研究目的：

研究被动热催化室内甲醛的实际性能。

研究方法：

1)实验研究,制备涂有贵金属催化剂Pt/TiO2的加热板,以模拟具有被动热催化功能的散热器。在受控温度下的不锈钢室中测量模拟散热器存在下的甲醛降解速率,并与在催化剂粉末存在下的甲醛降解速率进行比较。所使用的主要设备包括：气相色谱仪,氢空一体机等。

2)数据分析,温度和甲醛浓度对降解性能的影响进行了测量并以多项式的形式拟合。得到自变量内任意温度和甲醛浓度下,甲醛降解量的取值。

研究结果：

根据实验结果,在25～90 ℃下,甲醛的净化率随温度升高而增大。粉末状甲醛的净化率比被动式热催化的净化率要大。

结论：

1)在基于实验数据的分析中,ISO标准的10至50倍的甲醛浓度可以降低至接近允许极限;

2)发现涂层催化剂性能略差于催化剂粉末,结果差异可归因于辐射器引起的自然对流的传质能力;

3)发现清洁空气输送速率（CADR）仅仅是温度的函数,与研究范围内的室内甲醛浓度无关。

关键词：甲醛;Pt/TiO?;降解;被动热催化;CADR

     

微波强化臭氧氧化降解苯酚动力学研究

研究微波强化臭氧（MW/O3）系统下主要影响因素如臭氧投量、微波功率、pH值及温度等对苯酚降解效果和动力学的影响.结果表明：在单独的微波辐射下苯酚去除率很小,在复合氧化过程MW/O3工艺中有显著的提高,表明微波对臭氧氧化存在明显的强化作用;在单独微波辐照或者臭氧氧化工艺和MW/O3强化氧化系统中苯酚的降解均符合拟一级动力学关系,其中MW/O3氧化系统苯酚去除的速率常数增强因子可以达到3.6,降解机理类似臭氧氧化苯酚的降解过程,羟基自由基氧化机制为主.通过实验推导出简化的与pH值、臭氧投量、微波功率和反应温度等因素相关的苯酚降解动力学模型.     

树脂负载高价铁催化H2O2降解橙黄Ⅳ

为提高多相类芬顿反应的速率,采用高价铁氧化合物(FeIVF=O/R)为催化剂,强化H2O2分解降解橙黄IV.探讨初始pH值、温度、过氧化氢初始浓度和橙黄IV初始浓度等对反应速率的影响.结果表明:随着pH值升高,橙黄IV降解率下降.在pH值3～10的范围内,能有效地对橙黄IV进行降解.催化H2O2降解橙黄IV的反应遵循一级反应动力学,反应活化能为59.94kJ/mol.反应速率常数与H2O2的初始浓度及与橙黄IV初始浓度都具有很好的正相关性.催化剂重复使用表明铁在树脂表面负载比较牢固,具有较好的稳定性和耐用性.     

紫外光降解水中氟比洛芬的动力学与机理

为了研究水中氟比洛芬紫外光降解的动力学与机理,通过单因素试验考查反应温度、氟比洛芬初始浓度、溶液初始pH值、溶液腐殖酸浓度、常见阴阳离子对氟比洛芬紫外光降解的影响;并通过液相色谱质谱联用定性检测光降解的中间产物,推测可能的光降解途径.结果表明,氟比洛芬紫外光降解过程符合准一级动力学方程;提高反应体系温度,或降低氟比洛芬初始浓度都有助于降解速率常数的提高;氟比洛芬在偏酸性（pH在6～7之间）环境中光降解效果最好;低浓度腐殖酸对光降解几乎没有作用,但当腐殖酸质量浓度超过10 mg/L时,会产生很大抑制作用;天然水中常见阴阳离子对光降解影响很小.此外,在光解过程中,氟原子很容易从苯环上脱落下来,形成F-,继而发生去羧基化和羟基化.     

臭氧氧化降解除草剂扑草净实验研究

利用臭氧氧化去除水中三嗪类除草剂扑草净,探讨不同反应条件对扑草净降解效率的影响.结果表明,随着pH值和温度的增加,扑草净去除率先增大后减小,存在一个最佳pH值8.17和最佳反应温度28℃.随臭氧投量的增加,扑草净降解速率提高;扑草净初始质量浓度增加,扑草净降解效率减小.低质量浓度腐殖酸（0.2 mg/L）可以促进扑草净的降解,但是高质量浓度的腐殖酸对扑草净去除有抑制作用,当腐植酸投量为2.5 mg/L、5 mg/L时,扑草净去除率分别从不投加腐殖酸时的87.1%降低至83.94%、74.58%.碳酸氢根对扑草净去除有抑制作用,且随着碳酸氢根质量浓度的增大,抑制作用越明显,投加碳酸氢根质量浓度为2.0 mmol/L时,扑草净的去除率从不投加碳酸氢根时的87.1%降低至64.0%.     

建筑空间湿度分布特性对交叉扩散水平的影响

基于不可逆热力学分析,给出了建筑室内湿度分布特性对交叉扩散水平与特征的影响关系式,并结合室内实际的温度水平和污染气体浓度水平,进一步分析了湿度分布影响下的交叉扩散特征与水平。研究结果表明,湿度梯度与扩散附加扩散系数同号,则交叉扩散作用所形成的温度梯度和污染气体组分梯度小于零,反之则大于零;此外,在相同湿度梯度和扩散附加扩散作用下,初始温度水平和污染气体浓度水平越高,所形成的温度和污染气体组分梯度的绝对值越大,但初始温度的影响有限,而初始污染气体浓度的影响具有显著性。