高 pH下邻菲罗啉金属配合物催化氧化降解羟丙基瓜尔胶

为了获得高pH条件下Fenton体系的高效催化剂,选取了Fe~(2+)、Fe~(3+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)六种常见金属离子与邻菲罗啉(L)在摩尔质量分别为0.2 mol/L下等体积混合制备了配合物Fe(Ⅱ)L、Fe(Ⅲ)L、CuL、CoL、NiL和ZnL,评价了这6种配合物作为催化剂在高pH条件下催化H_2O_2氧化降解羟丙基瓜尔胶的效果。结果表明,该系列配合物都有一定的催化效果,其中CuL的催化效果最佳,在pH7.0~14.0的范围内均具有较好的催化效果。CuL催化H_2O_2降解羟丙基瓜尔胶的作用良好,在温度45℃、pH10、H_2O_2加量为羟丙基瓜尔胶质量的10.0%,催化剂CuL加量为H_2O_2质量5.0%的情况下降解反应40 min后,羟丙基瓜尔胶体系的相对黏度由14降低至1.2,与水黏度接近,相对分子质量从200万降至2864,COD值从22.49 g/L降至8.73 g/L,增加双氧水加量为羟丙基瓜尔胶质量的25.0%,降解4 h可将COD值降至41 mg/L。     

EDTA-金属配合物催化氧化降解羟丙基瓜尔胶

选取Fe~(2+),Fe~(3+),Co~(2+),Ni~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+)6种金属盐与乙二胺四乙酸(EDTA(L))反应制备相应的配合物,评价了其配合物在高p H条件下催化H_2O_2氧化降解羟丙基瓜尔胶的效果。结果表明,该系列配合物均具有一定的催化效果,其中Fe(Ⅱ)L效果最好,在p H13.0范围内均具有较好的催化效果。在温度为45℃,体系pH为9,H_2O_2加量为羟丙基瓜尔胶质量的10.0%,Fe~(2+)和EDTA物质的量比为1∶1,催化剂Fe(Ⅱ)L加量为H_2O_2加量的2.0%,降解40 min后,该体系可将羟丙基瓜尔胶的相对黏度降至1.5,黏均相对分子质量从2×106降至3 199,COD值从22.5 g/L降至7.6 g/L;H_2O_2加量为25%时,4 h可将COD值降至104 mg/L。     

响应面分析法优化滑溜水减阻剂类Fenton氧化降黏研究

采用EDTA-Fe~(2+)配合物催化H_2O_2对滑溜水减阻剂EM50进行氧化降黏以利于混凝处理。在单因素试验基础上,采用响应面法(RSM)对初始pH值n(EDTA)∶n(Fe~(2+))、Fe~(2+)加量3个主要因子的最佳水平及其交互作用进行研究与探讨。结果表明,在φ(H_2O_2)=0.5%时,影响催化氧化降黏的主次因素依次为:Fe~(2+)投加量、初始pH值、n(EDTA)∶n(Fe~(2+));三因素中,初始pH值与n(EDTA)∶n(Fe~(2+))两个因素的交互作用显著;根据模型所预测的最优条件为pH=6.8、n(EDTA)∶n(Fe~(2+))=1∶1,c(Fe~(2+))=0.27 mmol/L。在此条件下,降黏率平均值为81.85%,与模型预测值相对偏差为2.72%,说明建立的模型切实可行。降黏后进行混凝处理,压裂返排液中的SS及COD去除率分别为93.52%和91.31%。     

杂多酸对碳四馏份中异丁烯的选择齐聚作用

本文研究了H_3PW_12O_40、H_4SiW_12O_40和H_3PMo_12O_40等杂多酸及H_3PW_12O_40的Cr~(3+)、La~(3+)、Al~(3+)、Fe~(3+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Ca~(2+)及Zn~(2+)盐对碳四混合物中微量异丁烯的选择齐聚作用。发现H_3PW_12O_40及上述八种盐都有良好的活性和选择性,其中以Zn~(2+)盐为最佳。在Zn_(3/2)PW_12O_40催化剂上,异丁烯含最约为1％,丁烯-1含量约为59％的C_4混合物原料在反应压力1.5—1.6MPa,反应温度55—70℃和LHSV1.5—2.5h~(-1)条件下进行反应时,出口液中异丁烯含量<0.2％,丁烯-1量大损失<3％。     

Ni/Fe_3O_4催化乙酰丙酸甲酯加氢制γ-戊内酯

利用共沉淀法制备了一系列不同Ni含量的Ni/Fe_3O_4催化剂,用粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)等方法对催化剂进行表征,并考察了在乙酰丙酸甲酯(ML)液相加氢制γ-戊内酯(GVL)反应中实验条件对其催化性能的影响。实验结果显示,20%Ni/Fe_3O_4催化剂活性最高,在优化的反应条件:180℃、6.0MPa、反应5.0h,ML浓度为2.25mol/L时,其ML转化率和GVL选择性分别达到72.22%和100%,而相同反应条件下,对比的16%Ni/Al_2O_3催化剂,ML转化率和GVL选择性分别为21.94%和100%。XRD表征结果说明,20%Ni/Fe_3O_4催化剂中活性组分Ni-Fe合金结晶程度最高,XPS和H_2-TPR表征结果表明,Ni和Fe金属间协同作用强是催化剂具有突出催化活性的主要原因。     

新型稀土固体超强酸S_2O_8~(2-)/Sb_2O_3/La~(3+)的制备与再生

以金属醇盐水解法制得前氧体 Sb_2O_3,采用浸渍法制备了稀土固体超强酸 S_2O_8~(-2)/Sb_2O_3/La~(3+)催化剂,以催化合成乙酸苄酯为探针反应考察了催化剂的制备条件。结果表明:以1.5 mol/L 的(NH_4)_2S_2O_8 和ω[La(NO_3)_3]=2.71%的 La(NO_3)_3混合液浸渍锑前氧体,经110℃烘干,于500℃焙烧3 h 所得催化剂活性较好。采用了 TG/DTA 考察了催化剂的失活原因,其最佳再生方法是:用无水乙醇洗涤,500℃焙烧再生。     

Fenton试剂氧化处理巯基乙酸异辛酯生产废水

巯基乙酸异辛酯生产废水是含有高浓度 Cl~-和 SO_4~(2-),而且是高 COD 的难处理有机废水。先通过蒸馏除去盐分,再用 Fenton 试剂氧化该废水馏出物,用正交法得到较佳的处理条件为:c(H_2O_2)=1.28 mol/L,c(Fe~(2+))=4 mmol/L,pH=4.0,作用时间9 h,COD_(Cr)去除率达87.0%。     

由L-精氨酸化学酶法制备D-鸟氨酸盐酸盐

实验在碱性溶液中,L-精氨酸经一锅煮水解-消旋反应可获得DL-鸟氨酸,再直接用蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei AS1.1009)中的赖氨酸脱羧酶对其进行生物转化,可制备D-鸟氨酸盐酸盐,收率为45.3%;同时获得腐胺,收率为41.5%。确定了在回流条件下,以1.0 mol/L氢氧化钠水溶液,用0.10摩尔比的水杨醛催化L-精氨酸在3 h内反应为DL-鸟氨酸;对生物转化中赖氨酸脱羧酶性质研究结果表明:添加1 mmol/L的Fe~(2+)可将比酶活性提高为6 119 U。在此优化条件下转化时间为16 h,为制备D-鸟氨酸盐酸盐和腐胺提供了一种新的方法。     

Ti-MCM-41/H_2O_2·HCOOH催化氧化模拟汽油中噻吩的选择氧化及动力学

以正辛烷为溶剂、噻吩(THP)为模型硫化合物组成模拟轻质油品,以自合成的中孔分子筛Ti-MCM-41为催化剂,H_2O_2和HCOOH分别为氧化剂和助氧化剂,对其进行氧化抽提脱硫实验.采用正交实验得到较佳反应条件,即H_2O_2添加量为体积分数1%、反应时间40 min、反应温度50℃.在此条件下,噻吩脱除率为95.6%,油收率为98.7%.进一步考察了Ti-MCM-41分子筛不同用量和重复利用次数对反应脱硫率和油品收率的影响.动力学研究表明,以Ti-MCM-41/H_2O_2·HCOOH为催化氧化体系,模拟轻质油中噻吩的脱除反应为表观一级反应,反应活化能E_a为40.18 kJ/mol.     

类Fenton氧化技术去除聚丙烯酰胺的研究

以模拟部分解聚丙烯酰胺(HPAM)污水为处理对象,采用过氧乙酸氧化法和淀粉-碘化镉法,研究了类Fenton试剂对HPAM的氧化降解作用。考察了氧化时间、初始浓度、pH值等对HPAM降解性能的影响,确定了其最佳操作条件为:[CH_3COOOH]=10mg/L,[Fe~(2+)]=400mg/L,pH=3,反应时间为15min时,去除率可达81%。研究表明,CH_3COOOH为氧化剂的类Fenton氧化法对聚丙烯酰胺污水具有较好的处理效果。     

板式塔Fe/Cu体系沉淀/氧化脱除H_2S气体制硫磺研究

对板式塔内Fe/Cu体系沉淀/氧化脱除气体中硫化氢工艺进行了中试研究,考察了操作风量、液气比、起始pH值和硫化氢入口浓度对硫化氢脱除效率的影响及鼓风量、液柱高度对Fe3+氧化再生的影响;并进行了综合实验,结果表明,含120g/L Cu2+7、0g/L Fe2+及70g/L Fe3+的吸收体系即能对硫化氢体积分数为1000×10-6的硫化氢废气100%稳定脱硫,除消耗O2外,过程不消耗任何原料,不产生二次污染,体系无降解问题。     

Fe2+/UV催化臭氧法降解腈纶废水

 研究了Fe²⁺/UV催化臭氧对腈纶废水的降解特性,分析了[Fe²⁺]/[O₃]质量浓度比、气相臭氧质量浓度和光强各因素对Fe²⁺/UV催化臭氧降解性能的影响规律,讨论了Fe²⁺/UV催化臭氧工艺光催化反应动力学特征,并利用红外光谱分析法表征了废水中有机物基团的变化。结果表明,当[Fe²⁺]/[O₃]质量浓度比为3.2~3.8、气相臭氧质量浓度为20～30mg/L和光量子流密度为8.62×10-12 Einstein时,催化效果较好。Fe²⁺/UV催化臭氧工艺降解腈纶废水符合类一级动力学反应,初始COD值在320~400 mg/L范围内,一级反应速率常数为0.01518~0.01762 min-1。温度对动力学影响具有双重性,温度为25~30℃反应最快。经Fe²⁺/UV催化臭氧降解后,腈纶废水中有机基团被有效降解。     

超声强化铁碳微电解耦合H2O2降解硝基苯废水

采用超声强化铁碳微电解耦合双氧水法深度降解硝基苯废水。零价铁和活性炭的SEM-EDS结果表明,超声能够有效去除铁碳表面杂质,使其反应活性位点原位再生,解决铁碳易钝化、难连续可用的问题。然而,超声/铁碳微电解(US-ZVI/GAC)对硝基苯废水的矿化率低,利用铁碳微电解的副产物Fe2+与外加H2O2构成Fenton体系进而深度氧化降解废水。考察了铁剂量、铁碳比、废水初始pH值和H2O2剂量对硝基苯去除率的影响。实验结果表明,最优工艺条件为铁剂量15 g/L,铁碳比1:2,废水初始pH值为3和H2O2剂量为4 ml,在此条件下,300 mg/L的硝基苯废水处理80 min,硝基苯去除率和TOC去除率分别可达97.72%和73.42%。在US-ZVI/GAC体系中,硝基苯降解符合拟一级动力学,不同初始pH下分别给出了拟一级动力学常数。通过分析,硝基苯降解过程中代谢产物有苯胺、对亚胺醌、对苯醌、对硝基酚和小分子有机酸,并由此提出了可能的硝基苯降解途径。     

磁性纳米负载钌催化剂的制备及其催化性能

以共沉淀法制备了纳米Fe_3O_4,考察了制备条件对纳米Fe_3O_4结构的影响。最佳制备条件为:总铁盐浓度0.10～0.25 mol/L、n(Fe~(2+)):n(Fe~(3+)):n(OH~-)=1.5:2.0:12.0、反应温度30℃。以正硅酸乙酯及PVP-DB-171(聚乙烯吡咯烷酮-乙烯基三甲氧基硅烷)为改性剂合成了具有核壳结构的表面聚合物改性的磁性载体PVP-DB-171/SiO_2/Fe_3O_4,进一步制备了磁性负载纳米钌催化剂。分析表明,所得粒子的结构是以面心尖晶石结构Fe_3O_4为核,菲晶态SiO_2为壳,纳米钌高度分散在磁性载体的表面。该粒子能很好地分散在有机溶剂中,可用磁分离实现固液分离。以甲苯的液相催化加氢反应为模型,评价了磁性负载钌催化剂的催化性能。在100℃及4.0 MPa氢压条件下,催化剂的转化频率可达5 591,磁分离后,催化剂可循环使用。     

双频超声波/过氧化氢工艺降解废水中苯酚的动力学研究

采用双频超声波(US/US)、过氧化氢(H2O2)和US/US/H2O2工艺处理含苯酚废水,研究了不同工艺对苯酚降解反应的影响。实验结果表明,在US/US,H2O2,US/US/H2O23种工艺条件下,苯酚降解均符合表观一级动力学。在苯酚初始质量浓度为100m g/L、溶液初始pH为5.0、反应液体积1L、H2O2用量250m g、温度30℃、处理时间90m in的条件下,采用US/US,H2O2,US/US/H2O2工艺,苯酚的去除率分别为62.8%,15.4%,98.7%,苯酚降解的速率常数增强因子可达到4.481。推导出了简化的苯酚降解反应动力学模型。     

SO_4~(2-)(S_2O_8~(2-))/Fe_2O_3-SiO_2固体超强酸对乙酸/丁醇酯化反应的催化性能研究

研究了SO2 -4/Fe2 O3 SiO2 固体超强酸对乙酸 /丁醇酯化反应的催化作用 ,得到合适的工艺条件 :复合氧化物中n(Fe)∶n(Si) =1∶2 ,浸渍的H2 SO4浓度 1mol/L ,5 5 0℃预焙烧活化 3h ,催化剂用量 0 .8g ,酯化反应时间 4h ,乙酸的转化率达 96 .3%。在此条件下制得S2 O2 -8/Fe2 O3 SiO2 固体超强酸催化剂 ,并考察了其催化活性 ,实验结果显示该固体超强酸具有更高的催化活性 ,乙酸转化率高达 98.6 %。     

抗硫中毒Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂 Ⅱ.汽油自热重整反应性能和催化剂表征

以硫含量为500 μg/g 的零售汽油为原料,考察了水与碳的摩尔比、O_2与碳的摩尔比、反应温度和汽油重时空速对 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂自热重整性能的影响,得到了优化的反应条件,并在优化条件下考察了 Pt/CeO_2Al_2O_3催化剂自热重整高含硫汽油的稳定性。实验结果表明,在水与碳的摩尔比为5、O_2与碳的摩尔比为0.35、800℃、汽油重时空速0.9 h~(-1)的优化条件下,零售汽油转化率可达100%,产物中 H_2的摩尔分数为69.0%,CH_4的摩尔分数为1.0%,且催化剂的稳定性很好。氢-程序升温还原表征结果显示,被还原的 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂中 CeO_2表面晶格氧在 O_2中比在水蒸气中容易恢复,因此,自热重整反应中积碳的消除和有机硫的转化能快速进行,从而使催化剂具有良好的稳定性和抗硫中毒性。