Kinetics of Fe3O4 formation by air oxidation

The kinetics of Fe₃O₄ formation by air oxidation of slightly acidic suspension of Fe(OH)₂ was studied. The effects of initial concentration of Fe(II), temperature, partial pressure of oxygen, air flow rate and stirring rate on the oxidation rate were investigated. The results show that Fe₃O₄ formation is composed of two-step reaction, the first step is the formation of Fe(OH) ₂ ⁺ by oxidation of Fe(OH)⁺ complex ions, the second step is the formation of magnetite by dehydration and deprotonation of Fe(OH)⁺ and Fe(OH) ₂ ⁺ . The oxidation reaction is zero-order with respect to the concentration of Fe(II) and around 0.5-order with respect to partial pressure of oxygen, and oxygen transfer process is rate-limiting step of oxidation reaction with apparent activation energy of 2.74 kJ · mol⁻¹.     

微碱法制备超细α-FeOOH反应的动力学研究

研究了微碱法(2NaOHFeSO     

湿式氧化法处理活性红2BF的研究

采用湿式氧化法处理偶氮染料活性红2BF,考察了反应温度、反应时间、氧分压、KBrO3投加量以及pH等因素对降解效果的影响.结果表明,染料质量浓度为400 mg/L时,在温度为160℃、氧分压为0.8 MPa、n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0.5∶1、pH 4、反应时间为6 h的最佳条件下,活性红2BF由红色变为无色,TOC去除率为52%.     

催化湿式过氧化氢氧化法处理甲基橙

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的催化湿式过氧化氢氧化处理甲基橙AO52.考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响.结果表明,在染料初始质量浓度200 mg/L时,温度 175 ℃、压力 0.3 Mpa、H2O2 66 mg/L、pH 7、反应时间 2.0 h、Fe2O...     

非均相催化湿式氧化活性红2BF的研究

以Fe/AC为催化剂、O2为氧化剂的非均相催化氧化体系处理偶氮染料活性红2BF,考察了反应温度、氧分压、废水pH、催化剂投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,染料初始质量浓度为400 mg/L时,在温度150℃、氧分压0.5 MPa、pH=3、反应时间60 min、催化剂投加量为4 g/L的最佳条件下,活性红2BF色度几乎完全去除,TOC去除率达94.21%。     

梭形Fe_5(PO_4)_4(OH)_3·2H_2O的一步水热法制备及生长机理研究

采用可控的一步水热法制备出了具有对称棱边的梭形Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O产物。利用X-射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对产物进行了表征,发现产物的生长机理符合Ostwald熟化过程。研究表明:在180℃下反应96h后会得到多臂形貌的纯相Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O产物,且在低温下更容易获得纯相的Fe5(PO4)4(OH)3·2H2O梭形产物。此外研究发现,产物在500℃热处理后具有较好的形貌和尺寸上的热稳定性。     

液相法光催化氧化丙烯制环氧丙烷工艺条件的优化

采用正交实验方法考察了液相法光催化氧化丙烯合成环氧丙烷中诸可控因素——乙醇与水体积比、氧气流速和单位体积催化剂用量对环氧丙烷液相浓度和选择性的影响，并对其工艺条件进行了优化。实验结果表明：对于液相环氧丙烷含量，因素乙醇与水体积比作用高度显著，因素氧气流速显著；对于环氧丙烷的选择性只有氧气流速作用显著；单位体积催化剂用量对环氧丙烷液相浓度和选择性影响不显著；最佳工艺条件为乙醇与水体积比2：1，氧气体积流量22．5mL／min和单位体积催化剂质量浓度2．0g／L，此条件下20W紫外灯照射3h得环氧丙烷液相浓度0．0293mol／L，而选择性和收率分别为72．70％和57．52％。     

模拟雨水中SO_2液相催化氧化的研究

研究了在25℃时,S(IV)在模拟雨水中催化氧化反应级数以及反应速率常数随催化剂种类及浓度变化的关系;比较了空气与氧气对催化反应的影响;考虑了钒的催化问题。结果表明:在正常的大气浓度下,空气与氧气对催化反应的效果无明显差别,它们的浓度变化对反应速率无影响;钒对液相氧化无催化作用,但直接氧化作用不可忽视。     

催化湿式氧化处理高浓度酚醛树脂废水的研究

以固定床反应器连续反应装置,对酚醛树脂生产过程中产生的高浓度废水进行催化湿式氧化处理。实验表明,以陶瓷-活性炭球为载体制备的CeO2催化剂在处理废水时具有较好的催化活性。通过对反应温度、反应压力、反应空速、气液比和进水pH等工艺条件的考察,得出最佳的工艺条件为：反应温度为200℃,氧气分压为1.5MPa,空速为1.0h-1,气液比为23.79,进水pH为9.0,在此条件下化学需氧量（COD）和苯酚去除率分别达到92.4%和96.2%。     

Reactive species in resin supported heterogeneous Fenton-like oxidation of Malachite green solution

During the oxidative degradation of nonbiodegradable Malachite green (MG) by means of H2O2 /FeIIIR (iron supported on ion-exchage resin) in a dynamic column,the binding energy of the Fe(2p3/2) region for XPS spectra was found to be different between the top layer and the bottom layer in this column. Based on the data from XPS spectra and DMPO-OH·signal by EPR spectra,it is shown that the formation of ferryl (IV) is the key step for the oxidation of MG. The ferryl (IV) species can oxidize MG,and its redox potential is about 0. 739 - 0. 803 V measured by cyclic voltammograms (CV) . The catalytic capability of ferryl (IV) species was also evaluated,and it is found that it can promote the decomposition of H2O2 more efficiently than ferric iron. The removal rate of MG mainly depends on the adsorption of catalyst. Both ferryl (IV) and HO·radicals are the reactive species in the system. The oxidation of HO·is only a small part of the overall removal rate. Based on the obtained results,a possible mechanism for a resin-supported Fenton-like oxidation reaction is proposed.     

硫化锌加压浸出过程的电位-pH图

通过热力学计算,绘制出温度110～160℃,氧分压分别为0.7、0.9和1.1 MPa,离子浓度为1.0mol/L的ZnS-H2O系的电位-pH图.由电位-pH图可知,随着温度由110℃提高到160℃,S与Zn2＋稳定区对应的pH范围逐渐变正、氧化电位值逐渐增大,提高温度有利于硫化锌的加压浸出过程在较低的酸浓度下进行,但温度高于150℃后增幅较小.随着氧分压由0.7 MPa提高到1.1 MPa,水的稳定区范围增大,液相中溶解氧含量增多,有助于提高氧化速度,促进硫化锌加压浸出过程锌的溶解及元素硫的生成.高温高压条件下ZnS-H2O系的电位-pH图为硫化锌的加压浸出实验参数的选择提供了热力学上的指导作用.     

驱油剂对稠油注空气低温催化氧化过程的影响规律

为了提高空气驱的安全性及稠油改质,通过静态氧化实验研究了驱油剂对稠油低温催化氧化性能的影响规律。结果表明,研究选用的驱油剂都可以提高耗氧速率,特别是NaOH 和PAM 对耗氧速率的影响最为明显。通过族组成分析驱油剂对原油成分的影响,研究发现,低温催化氧化使原油中的饱和分和芳香分向胶质和沥青质转化,而纳米微粒Fe₃O₄ 却可以明显的反转这种变化。研究结果对驱油剂的选取、提高空气驱油技术的安全性及扩大空气驱的应用具有一定的指导意义。     

铁的氧化物高温H_2S腐蚀产物自然氧化倾向性

研究了高温条件下硫化氢的硫化腐蚀状况及腐蚀产物的自然氧化倾向性。并采用X-射线衍射仪鉴定了硫化产物组成。对硫化产物进行了氧化反应,分析了不同铁的氧化物、硫化温度和环境温度对产物自然氧化倾向性的影响。结果表明,高温硫化氢腐蚀的产物主要是FeS,还有部分其他类型的硫铁化合物。H2S高温腐蚀产物自然氧化倾向性由大到小依次为Fe2O3,Fe3O4,Fe(OH)3;在硫化温度高于300℃和环境温度高于75℃时,硫化腐蚀产物的自然氧化倾向性较大。     

Fe_2O_3-云母珠光颜料复合机理的研究

描述了云母铁珠光颜料的一般合成方法。通过分析云母、Ｆｅ（ＯＨ）３以及Ｆｅ２Ｏ３的表面特性，讨论了云母铁珠光颜料的复合机理。研究了Ｆｅ（ＯＨ）３包覆云母片的反应条件，提出了解决Ｆｅ２Ｏ３与云母复合时容易产生剥落的方法     

光催化-Fenton工艺处理废纸制浆废水

为有效处理废纸制浆废水,采用氙灯照射下的光催化-Fenton技术,研究不同反应器、曝气、草酸钾、H2O2投加方式和废水质量浓度对光-Fenton工艺去除废水中TOC或吸光度的影响.结果表明,提高光照强度可提高TOC去除率;添加适量的草酸钾可提高处理效果;H2O2分两次投加可取得较好的处理效果,大大减少对催化剂的需求;在处理过程中使废水暴露于空气可提高有机物的脱氯效果,但曝气对处理效果并无益处.对于TOC为185 mg/L左右的废纸制浆废水,在[H2O2]=1000 mg/L、[Fe(Ⅱ)]=100 mg/L、pH=3.0、温度为30℃的条件下,经过30 min处理,废水的TOC可去除63%以上.     

乙醇均质压燃燃烧的化学反应动力学模拟

应用0-D单区模型耦合乙醇氧化反应详细化学动力学机理,对乙醇均质压燃燃烧反应化学动力学进行了数值模拟研究。分析了乙醇氧化消耗的主要途径及乙醇的燃烧反应机理中的关键中间产物和重要的基元反应,并总结出了乙醇总体氧化流程。研究结果表明:在乙醇氧化消耗的主要途径中,C2H5OH+OH→产物占主导,单个基元反应中以R145 C2H5OH+OH=CH3CH2O+H2O为主,其次为R144 C2H5OH+OH=CH3CHOH+H2O。乙醇氧化经裂解反应、脱氢反应最终形成支链反应,乙氧基C2H5O的三种同分异构体在链分支中决定了链分支的进行方向。     

油田开采水中铁的去除及其对浊度的影响

研究了加氢氧化钠去除油田开采水中铁和出水含铁质量浓度对浊度的影响。铁的测定使用邻二氮菲吸收光谱法,浊度采用便携式浊度仪测定。实验结果表明,进水pH对去除铁、降低浊度、处理装置防腐有重要影响。当pH小于7时,除铁效果不理想而且不能抑制处理装置的腐蚀,铁的去除率为负数。pH在8.3左右较佳,此时能达到除铁和抑制装置腐蚀的双重目的,出水总铁含量和浊度可以满足SY/T 5329-94碎屑岩油藏注水水质推荐指标中A1类标准的要求,出水放置2.5 h浊度几乎保持不变。而在pH值为6.6和7.3下由于氢氧化亚铁被氧化使水呈黄色而导致放置水样浊度缓慢上升。理论分析表明混凝剂能促进氢氧化亚铁的沉降,铁的去除机制主要是沉降、过滤拦截、吸附;在低pH值时,由于电化学腐蚀使得处理装置向水体中释放铁,导致出水铁浓度高于进水,在高pH值时,由于保护膜形成和阴极反应受到抑制而阻断了电化学腐蚀。     

低氧分压法在服役炉管内表面制备防结焦膜

利用低氧分压法在已服役炉管的内表面制备防结焦氧化膜。用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDAX）、X射线衍射仪（XRD）及划痕仪等实验手段,研究已服役炉管及氧化膜的形貌、组织结构、氧化膜与基体结合状况及氧化膜的抗结焦性能。结果表明,经过低氧分压处理后,已服役炉管试样表面的Fe,Ni元素含量降低,表面形成了以MnCr2O4和Cr2O3为主的氧化膜,氧化膜的临界载荷为9.25N,结焦抑制率达到69.92%,具有明显的防催化结焦效果。     

ZnO一维纳米结构在金属基底上的原位生长和表征

以Cu—Zn合金片为基底并提供Zn源,在含氧气氛中通过调控反应温度和氧偏压,采用热氧化法直接在Cu-Zn合金片上大面积可控地合成了多种形貌的ZnO一雏纳米材料薄膜（包括纳米带、纳米片、纳米梳和纳米线等）,采用多种分析方法对产物的形貌、结构进行了详细的表征,并对其相应的生长模型进行了讨论。结果表明,反应温度和氧偏压对ZnO纳米结构的生长至关重要,随着反应温度升高或氧含量的减少,气相Zn／O物种的偏压比增加,ZnO纳米结构尺寸变小。     

H2S对CH4着火延迟及还原NO影响的数值模拟

为探究硫化氢(H_2S)在常压范围内对甲烷(CH_4)燃烧特性的影响,采用化学动力学软件CHEMKIN-PRO中的0-D和PFR反应器研究H_2S浓度、过量空气系数、压力和温度对CH_4点火延迟及还原NO的影响,并通过敏感性和生成率分析揭示其化学动力学机理.模拟结果表明:H_2S的存在促进活性基团(H,O,OH,HO_2,HO_2和H_2O_2)的生成速率,从而缩短预混气点火延迟时间,且在低温下的影响作用更加明显;预混气点火延迟时间随着过量空气系数的增大而减小;压力增加亦有利于缩短点火延迟时间. H_2S可降低CH_4/H_2S还原NO的温度,主要由于H_2S降低CH_4的反应温度,使还原性基团CH_i在较低温度下产生;但同时H_2S的存在,在一定程度上降低NO的还原效率,且在贫氧气氛中的影响更为显著.