KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂的制备及性能研究

以污泥为原料,商品TiO_2为光催化剂,KOH为活化剂,采用一步法制备KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂,并以亚甲基蓝(MB)为目标污染物进行光催化降解实验。结果表明,KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂最佳制备条件为:TiO_2投加量为2%,KOH浓度为2 mol/L,固液比为1∶1.8 g/mL,升温速率为6℃/min,热解温度为550℃,热解时间为50 min。在pH为8,催化剂投加量为1.8 g/L,光照时间为180 min时,对MB光去除率达到了98.33%。通过X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)及傅里叶红外光谱(FTIR)表征论证了该催化体系。     

Bi_2O_3-TiO_2/污泥活性炭复合催化剂的制备及其可见光催化性能研究

以热裂解市政污泥获得的活性炭(ASS)为载体、钛酸四丁酯为钛源、Bi(NO_3)_3·5H_2O为铋源,采用溶胶-凝胶法制备Bi_2O_3-TiO_2/ASS光催化剂,并测试其对医疗废水中的头孢成分在可见光下的光催化降解活性。结果表明,ASS的最佳制备条件为:污泥预处理的活化剂氯化锌的浓度为2 mol/L、热解温度为600℃、热解时间为40 min; Bi_2O_3、TiO_2、ASS质量比为1∶1∶2制备的Bi_2O_3-TiO_2/ASS三元催化剂具有较高光催化活性,可见光照射180 min对头孢氨苄的降解率可达70%,优于单体Bi_2O_3和TiO_2,表现出优越的可见光光催化性能。     

污泥基生物炭的制备及其碘吸附值测试

污泥炭化制备生物炭是目前较有发展前景的一种污泥资源化利用处理方式。本研究以深圳固戍污水处理厂脱水污泥为实验原料,研究了碳化温度、碳化时间、污泥活化温度、活化剂种类和活化剂硫酸掺杂量对所得污泥基生物炭碘吸附值的影响。综合考虑吸附性能和经济性,得出污泥基生物炭最佳的制备条件为:污泥用体积比为3︰2的1 M H_2SO_4︰5 M ZnCl_2活化剂80℃下水浴加热活化24 h后,在550℃下炭化1h。所得污泥基生物炭的碘吸附值最大,为548.65 mg/g。     

剩余污泥制备吸附材料的条件探讨

以城市污水处理厂的剩余污泥为原料,比较不同活化剂制备的吸附材料吸附效果,选择活化剂及其制备工艺条件。结果表明:活化剂为ZnC l2的吸附材料吸附效果较好,其制备条件为:控制活化温度在550℃,活化时间0.5 h,活化剂浓度3 mol/L,固液比1∶2。     

剩余污泥与棉花壳制备吸附剂的研究

为了对剩余污泥和棉花壳进行资源化利用,以氯化锌为活化剂、剩余污泥和棉花壳为原料制备吸附剂,研究原料配比、热解温度、活化剂浓度、活化剂用量对制备吸附剂的影响。结果表明,剩余污泥与棉花壳质量比为1∶1、在活化温度为400℃、氯化锌的浓度为3 mol/L、原料质量与氯化锌溶液体积之比(固液比)为1∶1时,吸附剂效果最好,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别达到402.984 2、59.460 0 mg/g。通过扫描电镜、红外光谱等表征分析可知制备的吸附剂孔径丰富发达,含有C—OH、C—C、C==C、C—H官能团,具有较高的吸附能力,可以用作吸附材料。     

微波诱导热解印染污泥制备吸附剂的研究

为了实现污泥的资源化,通过微波热解与化学活化相结合的方法制备污泥吸附剂。采用亚甲基蓝吸附值分析、扫描电镜分析、X射线光电子能谱分析和X射线衍射能谱分析的方法研究了活化剂浓度、干污泥与活化剂浸渍液的固液比、微波辐射功率和微波辐射时间对污泥吸附剂吸附性能的影响。结果为:在活化剂Zn Cl2浓度为40%、固液比1:2、微波辐射功率650W和微波辐射时间10min的条件下,所制备污泥吸附剂的吸附性能达到最佳效果,其亚甲基蓝吸附量为53.21mg·g-1,比表面积为130.364m2·g-1。     

制药污水处理厂污泥制活性炭的研究

研究了以制药污水处理厂污泥为原料,分别以磷酸和氯化锌为活化剂制备污泥活性炭,选取活化剂浓度、固液比、活化温度及活化时间等因素,通过正交试验确定最佳工艺参数,并以果壳作添加剂提高活性炭性能。通过静动态吸附实验,探讨了污泥活性炭作为水处理吸附剂的去除效果。结果表明:氯化锌活化,氯化锌浓度40%,活化时间30min,活化温度600℃,固液比为1∶2—1∶3,污泥活性炭对COD的静动态饱和吸附量为31.3、28.14mg/g,色度去除率>85%。     

光合竹制备活性炭吸附剂的工艺探讨

以光合竹为原料,研究了其制备活性炭的工艺条件,考察了活化剂浓度、固液比、活化时间以及活化温度等因素对活性炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值的影响。实验结果表明,用化学法制备光合竹活性炭的最佳工艺参数为:以Zn Cl2为活化剂,Zn Cl2浓度为5 mol/L,活化剂浸渍时间为2 h,固液比为1∶4,活化时间为60 min,活化温度为500℃。在此工艺条件下所制备活性炭得率为48.8%,亚甲基蓝吸附值为197.14 mg/g,碘吸附值为1 034.30 mg/g,样品质量指标接近净化用活性炭标准。     

活性炭污泥吸附剂的制备研究

以城市污水厂的剩余污泥为原料，采用不同活化方法制备活性炭吸附剂，并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究。结果表明，化学活化法制备的活性炭污泥吸附剂性能良好，其最佳制备条件为：活化剂ZnCl2与H2SO4的浓度均为5mol／L（ZnCl2与H2SO4的复配比例为2：1），活化温度550℃，固液比1：2．5，活化时间2h。     

多孔金属氧化物半导体薄膜的制备及光催化性能

以垂直蒸发沉积法制备的聚苯乙烯(PS)胶态晶体为模板,采用溶胶–凝胶法制备多孔ZnO和TiO_2薄膜,分别考察其对罗丹明B(Rh B)溶液的光催化降解效果。使用扫描电子显微镜观察PS胶态晶体以及多孔ZnO和TiO_2薄膜的形貌,以紫外–可见吸收光谱仪表征光催化降解效果。结果表明:PS微球分散液浓度为0.025%时,胶态晶体为单层和多层结构,随着浓度增加至0.100%,胶态晶体呈现完善的多层结构;PS微球分散液浓度为0.100%、ZnO溶胶浓度为0.3 mol/L制备的多孔ZnO薄膜对Rh B降解效果较好;PS微球分散液浓度为0.025%、TiO_2溶胶浓度为0.1 mol/L获得的多孔TiO_2薄膜对Rh B降解效果较好。多孔ZnO薄膜对Rh B的降解效果优于多孔TiO_2薄膜。     

豫西风化煤制备腐植酸盐的试验研究

以豫西风化煤为原料,采用碱溶法制备腐植酸盐,考察了碱液浓度、固液比、反应温度、反应时间、活化剂、分离方式等因素对制备过程的影响。结果表明:在风化煤10g,碱液浓度0.20mol/L,固液比1∶10,抽提温度85℃,抽提时间120min,加入复合型活化剂G 0.04g的条件下,可溶性腐植酸质量分数达到57.3%。制备过程中,固液分离采用高速离心分离,分离效率最高。     

稀土掺杂TiO2的光催化性能研究

以钛酸丁酯、无水乙醇、冰乙酸为原料,以罗丹明B为模拟有机污染物,采用溶胶-凝胶法制备了一系列的TiO₂光催化剂,并利用XRD和物理吸附对催化剂进行了表征。考察了原料配比、凝胶时间、稀土掺杂种类、稀土掺杂量对TiO₂光催化罗丹明B性能的影响。结果表明：当钛酸比为1.5∶1、钛醇比为2∶1、凝胶时间为48 h、Pr掺杂量为2%时,TiO₂光催化罗丹明B的降解率最好。在光催化条件为罗丹明B初始质量浓度为4 mg·L^-1、催化剂质量0.05 g、光反应时间6 h时,罗丹明B的降解率达93.23%。     

粘胶纤维生产污水生化污泥碳化工艺条件探究

分析了以粘胶纤维行业废水生化污泥作为原材料碳化的影响因素,通过正交试验确定了工业生化污泥碳化的最佳制备条件:加热温度500℃,加热时间60min,活化剂浓度40%,污泥与活化剂质量比为1∶2。实现了生化污泥循环利用、以污治污的目的。     

H2SO4/ZnCl2复合活化微波法制备污泥活性炭研究

以城市剩余污泥为原料,H₂SO₄和ZnCl₂为复合活化剂,采用微波法制备污泥活性炭,研究微波活化温度、功率、辐照时间及固液比对污泥活性炭碘吸附值影响,并利用TG、BET、FTIR、SEM等对产物进行表征。结果表明：当固液比1∶1.5、微波功率2 000 W、活化温度600℃和辐照时间20 min时,污泥活性炭碘吸附值最高约为1 360 mg·g^-1。与干污泥相比,加活化剂干污泥的热解仍为3个阶段,但半焦生成焦炭阶段的失重有较大提高,污泥活性炭的比表面积约为331 m²·g^-1,表面可见大小不一且未被堵塞的孔洞,平均孔径约为13 nm,有相对较多的含氧官能团。     

污泥-兰炭末基成型活性炭的制备及吸附性能研究

采用H_2SO_4和ZnCl_2复合活化法,以脱水污泥和兰炭末为原料制备了污泥-兰炭末基成型活性炭,通过FTIR、BET及TG对产物进行了表征和性能测试,研究了pH值、固液比和吸附时间对其处理兰炭废水效果的影响,并进行了成型活性炭的再生性能测试。单因素和正交实验结果表明:影响成型活性炭碘吸附值的因素由大到小依次为活化温度活化时间浸渍比(污泥和兰炭末混合物质量与活化剂溶液体积比)。最佳制备工艺条件为活化温度750℃、活化时间2 h、浸渍比1∶2.5。制备的成型活性炭平均孔径约9 nm,比表面积约194 m~2/g,且结构中含有烷烃、芳烃等多种类型的烃类及醇和酚等含氧官能团。兰炭废水处理结果表明:当pH≈8、固液比(成型活性炭质量与兰炭废水体积比)1∶30、吸附时间32 h,氨氮去除率和色度去除率分别约为83%、42%,成型活性炭经5次再生后,碘吸附值和抗压强度分别降低了31%和62%。     

燃煤电厂废旧SCR脱硝催化剂中TiO_2载体的回收与再利用

以燃煤电厂废弃SCR脱硝催化剂为研究对象,考察了浸出时间、温度、液固比和NaOH浓度对碱浸过程Al、Si、V、W、Ti等元素浸出率以及浸出渣比表面积、孔容的影响。结果表明,碱浸的最优工艺条件为反应时间180 min、温度160℃、液固比15 ml·g~(-1)、NaOH浓度2.5 mol·L~(-1)。在最优工艺条件下得到的浸出渣主要成分为锐钛矿型TiO_2,经稀硫酸洗涤后作为载体,通过负载与新鲜催化剂相同含量的WO_3和V_2O_5,制备了V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂。对催化剂进行脱硝活性评价,结果表明,再生载体制备的催化剂脱硝活性恢复至新鲜催化剂水平,300℃时NO转化率达到97.8%,且具有良好的抗硫抗水性。     

尿素活化污泥制备生物质活性炭的研究

以城市污泥为原料,通过尿素活化和两段式热解制备生物质活性炭。结果表明,污泥与尿素的固液比、第1段和第2段的热解温度对污泥活性炭比表面积有较大影响。当活化液中尿素质量分数为20%时,干污泥与尿素的质量比为1∶2,活化时间为24 h,在氮气保护控制第1段热解温度为550℃、停留时间2 h,第2段热解温度为650℃、停留时间1 h,经自然冷却并酸洗干燥后的活性炭样品的比表面积可达到325 m~2/g,高于未活化时相同工艺条件下所得到的炭样品(56 m~2/g)。通过对第1段和第2段热解产物的X-射线衍射和热重分析发现,尿素在活化阶段能迅速到达污泥表面并在1段热解时参与污泥碳化而形成类石墨结构的C3N4,在第2段升温时氮化碳分解为氨气和二氧化碳并从石墨晶区中释放,从而在污泥碳基表面形成孔穴。     

铁掺杂二氧化钛光催化性能研究

通过溶胶-凝胶法室温制备了掺杂铁的二氧化钛光催化剂。采用X-射线衍射仪(XRD),电子扫描电镜(SEM),紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等手段对Fe离子掺杂改性的TiO_2粉末表征分析,探究Fe离子对TiO_2催化剂降解有机污染物罗丹明B的催化改性。结果表明:掺杂后的TiO_2光催化剂晶粒尺寸变小,金红石相开始转变为锐钛矿相,团聚现象减弱,吸收光谱发生红移,Fe离子最佳掺杂量在1%(Fe/Ti物质的量比);光催化降解罗丹明B的实验结果:催化时间5 h时,纯TiO_2和1%Fe-TiO_2(Fe/Ti摩尔比)对罗丹明B的降解率分别为25.87%和71.23%,光催化效率提高45.36%;反应溶液最佳pH=9时,降解率为71.23%;罗丹明B的浓度越高,越不利于光催化反应的进行,最佳初始浓度为2.5 mg/L,降解率为93.06%。     

复合材料TiO_2-Bi_2O_3的制备及光催化性能

采用均匀沉淀法,以硫酸钛为前躯体,制备TiO_2-Bi_2O_3复合粉体材料。以罗丹明B为目标降解物,研究了热处理温度、催化剂用量对该复合材料光催化性能的影响。光催化活性随焙烧温度升高而增大,550℃焙烧的样品光催化活性高。当催化剂用量为0.026g/10 m L时,20 mg/L的罗丹明B溶液在紫外光照射100 min后,降解率可达到90%。该复合物对罗丹明B溶液的光催化降解符合一级动力学方程。     

SO42-/TiO2催化纤维素水解制乙酰丙酸的研究

用沉淀-浸渍法制备了SO42-/TiO2固体酸催化剂,研究了不同制备条件如浸渍硫酸浓度、浸渍时间和焙烧温度对固体酸催化活性的影响.以SO42-/TiO2为催化剂催化纤维素水解制得乙酰丙酸,并探讨了反应温度、反应时间、催化剂投加量、固液比诸因素对产率的影响.实验表明反应温度220℃、时间15 min、催化剂投加量为m(纤维素)∶m(催化剂)=2∶1、固液比为1∶15时为较优的工艺条件,乙酰丙酸产率为25.51%.