改性沸石填充电化学反应器处理生活污水中氨氮的试验研究

利用改性沸石填充电化学反应器对30 mg/L的模拟生活氨氮污水进行处理试验研究，考察了电流密度、氯离子浓度和初始pH对该反应器处理氨氮污水的影响，并对各因素下反应器处理低浓度氨氮污水的反应结果进行了探讨与分析。结果表明，在电流密度为13.19 mA/cm²、初始pH为7.89、氯氮比为6.2时，其氨氮的去除率可达到96.71%;各因素交互作用对于该体系下氨氮去除效果影响大小为：电流密度&氯氮比>电流密度&pH>氯氮比&pH。     

稀土改性沸石在城镇黑臭水体应急治理中的应用

稀土改性沸石具有优异的污染物吸附和置换能力，但其用于水体治理的研究多停留于实验室阶段，罕有实际工程应用。以江西省瑞昌市城东片区黑臭水体应急治理项目为实例，探索稀土改性沸石用于城镇黑臭水体治理的可行性。城东片区位于瑞昌市中心城区，分布有4条主要排污渠道，属典型黑臭水体，溶解氧含量低，氨氮、总磷浓度高，呈黑灰色，且散发恶臭。通过前期调研、方法研究和技术论证，研究提出“稀土改性沸石+人工曝气”的技术路线，对区域黑臭水体实施协同治理，从而达到改善水质、恢复水生态、提高自净能力的目的。研究结果表明：该工艺可同步去除水体中氮、磷污染物，去除效率最高可达75%以上，具有显著的生态效益，可为城镇黑臭水体应急治理方案开拓新思路。     

Brönsted方程动力学模型研究ZSM-5催化乙烯齐聚及芳构化活性和酸强度分布之间的定量关系

乙烯催化齐聚和芳构化是烯烃高值化和合成液体燃料的关键过程，采用NH₃-TPD谱图分析计算方法得到的探针分子脱附活化能作为催化剂的酸位点强度分布的参数，结合线性自由能理论在Br?nsted方程中引入酸强度对反应的影响因子γ作为动力学方程参数关联探针分子脱附活化能与反应活化能，明确固体酸酸强度的基准在催化动力学方程中的物理意义。建立同为MFI拓扑结构 Si /Al摩尔比为12.5、19、25、60、70的ZSM-5分子筛催化剂上不同酸强度位和乙烯齐聚及芳构化中氢转移、齐聚、芳构化各单元步骤以及对应的烷烃、低碳烯烃和芳烃产物分布的定量关系。根据拟合得到动力学参数γ可以发现不同强度的酸位点对乙烯齐聚及芳构化具有不同的作用系数。氨脱附活化能(DAE)为90 kJ·mol^-1的酸位点是氢转移反应的主要活性位点，而对于乙烯齐聚反应中主要的活性酸位点为DAE 90 kJ·mol^-1和124 kJ·mol^-1，DAE为150 kJ·mol^-1的酸位点是芳构化反应的主要活性位点。     

粉煤灰分子筛的制备及其研究

从粉煤灰预处理方法、沸石分子筛合成方法及其应用领域等三个方面综述了最新的研究进展。由于来源不同的粉煤灰物理性质、化学性质差异较大,常采用不同的预处理方法,为合成高品质沸石分子筛奠定基础;进而总结了不同合成方法与分子筛种类、性能之间的关系及其优缺点;阐述了粉煤灰沸石分子筛在重金属去除、催化剂载体、渗透反应格栅、衬垫等方面的应用前景。提出了利用工业废弃物粉煤灰制备沸石分子筛的过程中需要注意的问题及未来发展方向。     

WO_3-TiO_2/ZSM-5催化剂的制备及其光催化脱氯性能

采用浸渍法以钛酸丁酯和偏钨酸铵为原料制备了WO_3-TiO_2/ZSM-5光催化剂,并将其用于模拟柴油脱氯,利用XRD、N_2吸附-脱附、UV-Vis等技术对制备的催化剂进行表征,考察了WO_3-TiO_2/ZSM-5催化剂脱氯实验的最佳反应条件,研究了催化剂对不同有机氯化物配制的模拟油的脱氯实验。表征结果显示,WO3-Ti O2/ZSM-5光催化剂保留了ZSM-5分子筛的结构。实验结果表明,在WO_3和Ti O_2负载量分别为2.5%(w)和20%(w),催化剂焙烧温度550℃,脱氯实验的反应温度50℃,紫外灯光照时间为4 h,剂油体积比为1∶40时,WO3-Ti O2/ZSM-5光催化剂的脱氯率最高,达98.7%;WO_3-Ti O_2/ZSM-5催化剂对不同种类的有机氯化物脱除效果不同,脱除率最好的为CH_2Cl_2。催化剂经五次使用后仍有较好的脱氯效果。     

ZSM-5沸石膜用于生物油的脱水分离及其再生过程研究

在水热条件下通过无模板剂法合成了连续的ZSM-5沸石膜，并将其用于生物油的渗透汽化以进行高效脱水分离。ZSM-5沸石膜在强酸性、多组分的生物油体系中保持了很好的化学稳定性和优异的分离选择性，但在分离过程中面临着较强的膜污染问题，导致了膜通量的大幅下降。ZSM-5沸石膜的再生研究表明，膜的渗透通量随着再生温度的升高而逐渐提高。当再生温度为220℃时，ZSM-5沸石膜的渗透通量可以恢复至初始的88%。再生的机理研究表明，ZSM-5沸石膜中大量的晶内孔在生物油体系中极易被污染，从而导致渗透通量迅速下降；而相对较大的晶间孔却难以被完全堵塞，水分子在被污染的ZSM-5沸石膜中主要通过晶间孔进行渗透。上述结果表明，通过合理调控ZSM-5沸石膜的晶间孔的数量和尺寸大小可有效提升ZSM-5沸石膜在生物油中的渗透汽化脱水分离性能。     

氯甲烷在镁修饰的ZSM-5分子筛催化剂上催化转化研究

在镁修饰的ZSM-5分子筛催化剂上,氯甲烷可以被催化转化为烃类产品。分别采用了离子交换和浸渍的方法来修饰ZSM-5分子筛。离子交换的Mg-ZSM-5催化剂和浸渍的Mg/ZSM-5催化剂都可以提高反应产物中的低碳烯烃的选择性,降低烷烃的选择性,并且保持较高的反应活性,但高的浸渍量对反应活性有一定的影响。NH3-TPD的结果表明,浸渍镁的ZSM-5催化剂的强酸中心数目明显减少。镁的修饰对催化剂酸性的影响导致了产物中低碳烯烃的增加。浸渍Mg的ZSM-5催化剂是潜在氯甲烷转化生成低碳烯烃的催化剂。     

固体酸烷基化工艺完成验证

芬兰纳斯特（Neste）石油公司采用固体酸催化剂（SAC）的烷基化验证装置加工炼油厂烯烃，采用环境友好的沸石催化剂，截至2006年2月已运转2年。反应系统液相温度为50—90℃，无需硫酸法技术所需的制冷。异丁彬烯烃（I／O）值为8～10。催化剂在气相下用氢气在250℃下进行再生，即氢气汽提／中温再生（MTR）。     

氢型丝光沸石催化剂催化α-蒎烯合成α-松油醇

在相转移助剂苄基三乙基氯化铵(BTEAC)存在下,以氢型丝光沸石(HM)为催化剂,原料α-蒎烯经开环、重排及水合反应一步法合成了α-松油醇。研究了各种因素对α-蒎烯转化率及α-松油醇收率的影响,采用5因素4水平L16(45)进行了正交实验,得出最佳的工艺条件:反应温度80℃,w(BTEAC)=15%,m(HM)∶m(α-蒎烯)=0.6,反应时间40h,m(乙酸乙酯)∶m(α-蒎烯)=0.9。在此条件下,α-蒎烯转化率为75.2%,α-松油醇收率为42.0%。用气相色谱-质谱联用仪对反应产物进行分析,共鉴定出14种化合物,主要成分为α-松油醇、α-蒎烯、柠檬烯、桉叶油素、异松油烯、龙脑等。实验得到的α-松油醇具有光学活性,旋光值[α]=+61°,同时香气纯正,可用于制作香料。     

H型丝光沸石催化剂催化甲苯与叔丁醇的烷基化反应

针对合成对叔丁基甲苯传统工艺中存在的缺点,采用环境友好、可重复利用的H型丝光沸石催化剂(以下简称催化剂)进行了甲苯与叔丁醇的烷基化反应,并用X射线衍射和氨程序升温脱附等方法对不同焙烧温度下得到的催化剂的物相结构和酸性质进行了表征,研究了各种反应条件对催化剂的催化性能的影响。实验结果发现,在适宜的操作条件下,即催化剂的焙烧温度823K、反应温度180℃、反应时间3h、初始压力1.0MPa、原料与催化剂的质量比为8、叔丁醇与甲苯的摩尔比为4、溶剂环己烷与甲苯的摩尔比为5时,甲苯转化率达42.73%,叔丁基甲苯的选择性为96.30%,对叔丁基甲苯的选择性为80.37%。