抗坏血酸对Fe2+/H2O2体系氧化NO的促进作用

采用实验方法研究了低成本环境友好型添加剂抗坏血酸(AA)对Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO气体及其对体系内H₂O₂分解的影响,分析了AA对体系氧化NO能力及H₂O₂分解的影响机制。研究结果表明:AA通过加速Fe³⁺向Fe²⁺的转化而促进Fe²⁺/H₂O₂体系对NO的氧化。[AA]₀:[Fe²⁺]₀对体系氧化NO的能力及H₂O₂的分解具有重要影响。综合考虑NO氧化脱除量及H₂O₂消耗量,合理的[AA]₀:[Fe²⁺]₀为1/3~1/2。AA的分次添加方式可大幅度提升体系氧化NO气体的能力。研究结果可望为发展基于H₂O₂为氧化剂的烟气NO绿色氧化技术提供理论基础。     

添加剂改性Fenton体系中Fe2+再生过程及机制的对比

Fe²⁺的再生直接决定Fenton体系产生的能力。选取羟胺、对苯二酚、对苯醌、亚硫酸钠4种典型添加剂,通过分析不同改性Fenton体系中Fe²⁺浓度、H₂O₂浓度、氧化还原电极电位（ORP）,揭示了Fe²⁺再生机制的差异,并进一步分析了不同添加剂与体系中H₂O₂及·OH的反应情况。结果表明：NH₂OH能快速使Fe²⁺再生,但伴随其消耗,Fe²⁺浓度不断降低。对苯二酚、对苯醌具有相似效果,两者均可大大强化Fe²⁺的再生。与NH₂OH不同,两者在体系中可迅速建立醌循环,持续还原Fe³⁺,且以两种物质或其组合均可建立循环。与上述机理均不同,Na₂SO₃会先与·OH及H₂O₂反应,因而不能有效还原Fe³⁺。实验还发现添加剂均存在与·OH的反应,其中Na₂SO₃还会消耗H₂O₂。     

含硫酸亚铁废溶液的生物氧化过程中氮源对溶解性Fe(Ⅲ)生成量的影响

利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌将含硫酸亚铁废溶液中的Fe2+氧化成Fe3+后用于脱除H2S,同时实现了含硫酸亚铁废溶液的循环利用和H2S的脱除。而溶解性Fe3+较高的生成量是保证该处理系统连续高效运行的关键因素。但在充足氮源和K+条件下大量Fe3+以黄铁矾沉淀形式存在。因此,本文通过控制氮源种类及投加浓度,减少沉淀生成,增大溶解性Fe3+生成量,以期提高H2S的去除效率。结果表明(NH4)2HPO4可替代以往研究中的(NH4)2SO4作为氮源,确定适宜菌体生长的氮源浓度范围为0.33~1 g·L-1。在1 g·L-1(NH4)2HPO4条件下细菌生长无明显停滞期、Fe2+平均氧化速率为0.221~0.229 g·(L·h)-1,Fe3+生成量为7.62~7.72 g·L-1,沉淀量为1.17 g·L-1,因此确定(NH4)2HPO4为1 g·L-1时最能保证H2S的脱除效率。为降低工艺成本,最低可采用0.33 g·L-1为运行浓度。该优化方案不仅保证了菌体的Fe2+氧化活性,而且有效地减少了菌体培养过程中沉淀的产生,获得了较高的Fe3+生成量和增速,为使用含硫酸亚铁废溶液处理H2S的工艺条件优化提供了依据。     

(NH4)2S吸收净化冶炼烟气中SO2回收硫资源的方法

采用(NH₄)₂S溶液吸收净化高浓度SO₂烟气,得到(NH₄)₂S₂O₃和NH₄HSO₃的混合溶液并转移至高压反应釜中,控制反应条件,两种物质发生自氧化还原反应,生成硫磺和(NH₄)₂SO₄.实验考察了吸收SO₂过程和自氧化还原过程的影响条件,结果表明:在pH=3～7,SO₂气体流速300 ml·min^-1,(NH₄)₂S浓度为0.2～1.2 mol·L^-1,常温条件下,烟气中二氧化硫的吸收率达到99.8%以上,且无H₂S生成;在pH=2.5～3.0,温度为130℃条件下,反应进行1 h,硫磺收率达到95%以上,溶液经过蒸发结晶得到(NH₄)₂SO₄.用X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱(XRF)对硫磺和硫酸铵进行表征分析,结果表明:硫磺的纯度为99.14%,硫酸铵中氮元素含量为23.6%.     

利用镁橄榄砂制备纳米氧化物的工艺研究

通过HCl溶解镁橄榄砂，将镁橄榄砂中含有的Mg、Si、Fe元素通过溶解沉淀的方法提取出。探讨了HCl浓度、反应时间、反应温度对镁橄榄砂溶解过程的影响。经过对比，以6.96mol·L^-1的HCl作为溶解剂，加入聚乙二醇2000作为分散剂，在40℃下反应4h得到的Si O₂粒径小，分布均匀，溶解率最高。得到的母液中含有Fe³⁺和Mg²⁺，通过控制pH值，进行分步沉淀的方法将其转化为对应的氧化物，经测试先通过NH₃·H₂O沉淀煅烧，得到的Fe₂O₃粒径最小。而以尿素为沉淀剂，通过水热法制备的Mg O粒径在40nm左右，整体分布均匀。     

双相镁锂合金表面磷酸盐化学转化膜的制备及性能研究

以磷酸氢二铵、硝酸钙、十二烷基硫酸钠、磷酸组成磷酸盐转化液,采用正交实验法在不同浓度组成的转化液中分别制备镁锂合金磷酸盐化学转化膜,对比研究组分浓度对镁锂合金表面磷酸盐化学转化膜耐蚀性的影响。实验结果表明：合金在转化液组成配比为15 g·L^-1 (NH₄)₂HPO₄、35 g·L^-1Ca(NO₃)₂·4H₂O、0.6 g·L^-1 C₁₂H₂₅NaSO₄时形成的磷酸盐化学转化膜耐腐蚀性能最佳。     

Fe2+/H2O2体系O2生成路径

掌握Fe²⁺/H₂O₂体系O₂的生成路径,可为避免H₂O₂无效分解,开发经济高效的Fe²⁺/H₂O₂体系利用技术指明方向。采用添加自由基捕获剂的方法,探究Fe²⁺/H₂O₂体系内各种自由基对O₂生成速率的影响,进而确定O₂的生成路径。结果表明:Fe²⁺/H₂O₂体系内不会产生大量O₂^-·,O₂^-·不是生成O₂的主要反应物质;O₂^-·被全部捕获后,体系中仍产生大量O₂^-·,但此时无O₂生成,证明生成O₂的反应由·OH和HO₂·两种自由基直接参与。分析认为反应·OH+HO₂·-H₂O+O₂是体系内O₂生成的主要路径。控制Fe²⁺/H₂O₂体系定向生成·OH,抑制HO₂·的产生,是提高Fe²⁺/H₂O₂体系中H₂O₂利用率的有效手段。     

Cu2+和Co2+促进芬顿氧化处理垃圾渗滤液的研究

通过在传统芬顿体系中加入Cu²⁺、Co²⁺,研究Cu²⁺/Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂、Cu²⁺/Fe²⁺/H₂O₂、Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂和Fe²⁺/H₂O₂四种芬顿体系对垃圾渗滤液的处理效果,发现当初始pH分别为2、3、4、5、6时,各体系去除CODCr的效果排序为Cu²⁺/Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂>Cu²⁺/Fe²⁺/H₂O₂>Co²⁺/Fe^2...     

阴离子对铁盐氧化脱除煤中硫的影响

采用Fe（NO₃）₃、Fe₂（SO₄）₃和FeCl₃溶液氧化脱除山西某焦煤中的硫,研究铁盐种类及添加无机酸对脱硫效果的影响,并利用红外光谱仪对处理前后的煤样进行表征。结果表明,Fe（NO₃）₃的脱硫效果远高于Fe₂（SO₄）₃和FeCl₃;溶液中添加H₂SO₄和HCl会抑制Fe³⁺的氧化脱硫效果;较低浓度的HNO₃促进Fe（NO₃）₃氧化脱除煤中的FeS₂和硫醇、硫醚等有机硫,而高浓度的HNO₃又会抑制Fe³⁺与FeS₂反应,致使脱硫率下降。     

Fe2+/H2O2体系降解MB机制及影响因素研究

以亚甲基蓝（MB）作为目标污染物，实验研究了Fe²⁺/H₂O₂体系降解MB的活性物质，明确了主要反应条件对MB降解的影响特性。结果表明：HO₂?没有直接降解MB的能力；Fe²⁺/H₂O₂体系对MB的降解能力主要来自于?OH；Fe²⁺/H₂O₂体系降解MB可分为快速反应阶段和匀速反应阶段。快速反应阶段的MB降解率随温度升高而下降。体系对MB降解能力随H₂O₂初始浓度增加呈现先升高后减弱的趋势，本实验条件下，最佳H₂O₂初始浓度为5 mmol·L^-1。体系对MB降解能力随Fe²⁺初始浓度的增加而单调增加。MB降解速率随MB初始浓度的增加而增加，但MB降解率随其初始浓度呈现先增大后减小的趋势。保证?OH生成速率及其有效利用是提高体系氧化能力及H₂O₂利用率的关键。     

Catalytic wet oxidation of H2S to sulfur on Fe/MgO catalyst

The room temperature wet catalytic oxidation was conducted in a batch reactor with Fe/MgO catalyst. Fe/MgO catalyst was prepared by the dissolution–precipitation method. XRD and temperature-programmed reductions (TPR) indicate that Fe oxide in the Fe/MgO is finely dispersed in the MgO support. The high H₂S removal capacities of Fe/MgO can be explained by the finely dispersed iron oxide MgO. The H₂S removal capacities of Fe/MgO are dependent on oxygen partial pressure (1.0 g H₂S/g_cat in air and 2.6 g H₂S/g_cat in oxygen). The valence state analysis of Fe/MgO catalyst suggests that the H₂S oxidation on Fe/MgO can occur by a redox couple reaction, reducing Fe³⁺ into Fe²⁺ by H₂S and oxidizing Fe²⁺ to Fe³⁺ by O₂.     

Study of H2S selective oxidation on new model catalysts: Influence of composition

Phosphate of transition elements A₃M₄(PO₄)₆ (A=Fe, Ni, Zn, Mg, Cu, Cr and M=Fe, V, Cr) are prepared by solid methods, at 1223 K. Their activity in H₂S selective oxidation are compared. In spite of their low specific area, the catalysts develop a good activity (up to 17% of H₂S conversion for surface area lower than 1 m² g⁻¹) and an excellent sulphur selectivity (always higher than 95%). Screening experiments show that the best systems always contain Fe as element and, in these cases, Mössbauer characterisations evidence the establishment of Fe²⁺/Fe³⁺ mixed valency during the reaction. As shown by XANES and XRD results, the ability of the element in the divalent A site to promote the redox mechanism between M²⁺/M³⁺and H₂S/S⁰ and to prevent sulphidation determines the catalytic activity.     

硫铝酸钙的氧化铝溶出性能

使用分析纯CaCO₃、Al₂O₃与CaSO₄·2H₂O配料,在1375℃、保温2 h的条件下合成了纯物相硫铝酸钙3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄（C₄A₃S）,对其物相组成和微观形貌进行了表征。并探究了碳碱浓度、苛碱浓度、溶出温度、溶出时间、粒度等因素对C₄A₃S氧化铝溶出性能的影响。结果表明：C₄A₃S的氧化铝溶出性能随着碳碱与苛碱浓度的增加先提高,之后趋于稳定。粒度越小,溶出率越高。与七铝酸十二钙12CaO·7Al₂O₃（C₁₂A₇）相比,C₄A₃S的孔洞状结构使其氧化铝更易溶出,在10 min时氧化铝溶出率即达到98%以上,且溶出所需的碳碱浓度与溶出温度均低于C₁₂A₇。在最佳条件：碳碱80 g·L^-1、苛碱10 g·L^-1、溶出温度80℃、溶出时间10 min下,C₄A₃S的氧化铝溶出率为98.76%。     

Cu2(NO3)(OH)3催化过硫酸盐降解苯酚

基于过硫酸盐的高级氧化工艺在高浓度含酚废水处理中引起了越来越多的关注。我们研究了Cu₂（NO₃）（OH）₃和过硫酸盐对于废水中苯酚的降解效果和机理。结果表明,Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系在较广泛的pH条件下（pH值为5.0~10.0）对苯酚的降解效率均较高。溶液中的总有机碳（TOC）分析表明,在pH值为8.0,1 g·L^-1过硫酸盐和1 g·L^-1 Cu₂（NO₃）（OH）₃条件下,该体系可在4 h内将初始浓度为100 mg·L^-1的苯酚完全矿化而没有产生二次污染。猝灭剂实验和电子顺磁共振（EPR）分析进一步证实Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系中的主要氧化物种是O₂^·-、SO₄^·-和¹O₂。     

Direct synthesis of single-phase α-CaSO4·0.5H2O whiskers from waste nitrate solution

Single-phase α-CaSO₄·0.5H₂O whiskers were directly synthesized from waste Ca(NO₃)₂ solution using a hydrothermal method, and HNO₃ was synchronously regenerated. The effects of reaction temperature and Ca²⁺ concentration on the phase composition and morphology of products were determined by X-ray diffraction and optical microscopy. On the basis of the experimental results, the formation diagram of α-CaSO₄·0.5H₂O was plotted within the range of 5-35 g·L^-1 Ca²⁺ and 115℃-150℃. In addition, the conditions of the direct synthesis of α-CaSO₄·0.5H₂O were determined. Well-crystallized, single-phase α-CaSO₄·0.5H₂O whiskers with high aspect ratios (length, 1785 μm; diameter, 10.63 μm; aspect ratio, 168) and HNO₃ (70.25 g·L^-1) were obtained at the optimal conditions of 25 g·L^-1 Ca²⁺ and 125℃.     

PAN-H1.6Mn1.6O4锂离子筛膜的制备及在卤水中吸附性能

采用亲水的PAN为成膜材料,制备了掺杂H_1.6Mn_1.6O₄的PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜。通过SEM、Li⁺静态吸附实验、（NH₄）₂S₂O₈对锂的洗脱实验和卤水中吸附实验,研究了锂离子筛的添加量对PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜结构、Li⁺吸附-洗脱性能的影响。结果表明,PAN浓度为10%（质量）,H_1.6Mn_1.6O₄的添加量为50%（质量）时,PAN-H_1.6Mn_1.6O₄离子筛膜的吸附量为17.45 mg·g^-1,达到粉末状吸附量的88.0%。以（NH₄）₂S₂O₈为洗脱剂,当浓度为0.3 mol·L^-1、液固比为600:1、时间为12 h时,锂洗脱量为17.23 mg·g^-1,锰溶损率仅为1.14%。在含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的罗布泊老卤卤水中,锂离子筛膜对Li⁺有很高的选择性。在卤水中进行10次吸附与解吸循环,吸附量从11.64 mg·g^-1下降到10.94 mg·g^-1,吸附容量仅损失6.0%。总体结果表明亲水性载体对H_1.6Mn_1.6O₄吸附容量影响较小,温和的洗脱剂对锂离子筛膜的化学稳定性有利。     

Synthesis of hierarchical dendritic micro–nano structure ZnFe_2O_4 and photocatalytic activities for water splitting

Hierarchical dendritic micro–nano structure Zn Fe_2O_4 have been prepared by electrochemical reduction and thermal oxidation method in this work. X-ray diffractometry, Raman spectra and field-emission scanning electron microscopy were used to characterize the crystal structure, size and morphology. The results show that the sample(S-2) is composed of pure ZnFe_2O_4 when the molar ratio of Zn~(2+)/Fe~(2+)in the electrolyte is 0.35. Decreasing the molar ratio of Zn~(2+)/Fe~(2+), the sample(S-1) is composed of ZnFe_2O_4 and α-Fe_2O_3, whereas increasing the molar ratio of Zn~(2+)/Fe~(2+), the sample(S-3) is composed of ZnFe_2O_4 and Zn O. The lattice parameters of ZnFe_2O_4 are influenced by the molar ratio of Zn~(2+)/Fe: Zn at excess decreases the cell volume whereas Fe at excess increases the cell volume of Zn Fe_2O_4. All the samples have the dendritic structure, of which S-2 has micron-sized lush branches with nano-sized leaves. UV–Vis diffuse reflectance spectra were acquired by a spectrophotometer. The absorption edges gradually blue shift with the increase of the molar ratio of Zn~(2+)/Fe~(2+). Photocatalytic activities for water splitting were investigated under Xe light irradiation in an aqueous olution containing 0.1 mol·L~(-1)Na_2S/0.02 mol·L~(-1)Na_2SO_3 in a glass reactor. The relatively highest photocatalytic activity with 1.41 μmol·h-1· 0.02 g~(-1)was achieved by pure ZnFe_2O_4sample(S-2). The photocatalytic activity of the mixture phase of Zn Fe_2O_4 and α-Fe_2O_3(S-1) is better than ZnF e_2O_4 and ZnO(S-3).