中空花状γ-Al_2O_3纳米球合成及去除水中硒研究

采用低成本、环境友好的化合物,以微波辅助溶剂热法合成了中空花状γ-Al_2O_3纳米球,并研究去除水中的硒。结果表明,所得γ-Al_2O_3纳米球具有大的比表面积,表面有丰富的羟基。γ-Al_2O_3纳米球对硒具有优良的吸附性能,去除效果为Se(IV)Se(VI);溶液初始pH对去除Se(IV)和Se(VI)的影响较大,酸性条件更有利于Se(IV)和Se(VI)的去除,吸附Se(IV)和Se(VI)的适宜pH为2～5.8。吸附Se(IV)和Se(VI)的最大容量分别为17.31、8.51 mg/g,所需反应的平衡时间分别为18、2 h。SO_4~(2-)对硒吸附的影响大于Cl~-对硒吸附的影响。中空花状γ-Al_2O_3纳米球低成本、高比表面积、高的吸附能力的优点,可应用于含硒地下水或者工业废水的处理。     

γ-Al_2O_3负载氧化锰催化臭氧化苯酚的研究

采用纳米级γ-Al_2O_3作为催化剂基体,制备γ-Al_2O_3负载氧化锰纳米催化剂来催化臭氧化降解水中的苯酚。采用浸渍法制备负载型的金属氧化物催化剂,以间歇反应的方式对不同浸渍浓度下催化剂的效能,不同催化剂投加量及苯酚溶液初始pH值等影响因素进行了深入研究。研究表明,4%Mn/γ-Al_2O_3催化剂显著提高了臭氧化降解水中苯酚的效果。催化剂投加量试验研究表明4%Mn/γ-Al_2O_3催化剂具有更多的活性位点。基于此,提出了催化臭氧化苯酚的反应机理。     

颗粒活性炭载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

以Fe2+溶液为原料、NaBH4为还原剂,采用传统液相还原技术合成了颗粒活性炭(GAC)载纳米零价铁(nZVI)复合材料GAC-nZVI,用扫描电镜对GAC-nZVI进行表征,通过间歇实验考察了其对去除Cr(VI)的影响。结果表明,GAC能阻止nZVI颗粒聚集,合成的GAC-nZVI能有效去除水中的Cr(VI)。在Cr(VI)初始浓度50 mg/L、温度40℃和pH=2.0、投加GAC-nZVI 3.0 g/L的条件下反应5 min,Cr(VI)去除率为99.4%。pH=2.0?4.0时,处理后水中总铬浓度均低于1 mg/L,表明残留少量Cr(III)。随pH值和Cr(VI)浓度增加,Cr(VI)去除率降低;随反应温度和GAC-nZVI投加量增加,Cr(VI)去除率增加。准一级动力学模型可用于描述Cr(VI)的去除过程。相同条件下,GAC-nZVI去除Cr(VI)的反应速率常数达0.19797 min?1,为原颗粒活性炭反应速率常数0.0023 min?1的86倍。随pH值降低或反应温度和GAC-nZVI投加量增加,反应速率常数增加。     

Fe/γ-Al2O3湿式催化氧化降解甲基橙的研究

以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍硝酸铁的方法,经过静置、干燥、焙烧,制备了Fe/γ-Al_2O_3催化剂。以甲基橙溶液作为模拟印染废水进行湿式催化氧化实验。考察了湿式催化氧化反应条件pH、催化剂投加量、催化反应时间、氧化剂投加量等对甲基橙废水处理效果的影响。实验结果表明:粒度为40～60目的γ-Al_2O_3经过0.1 mol/L的硝酸铁溶液浸渍,静置12 h,80℃的恒温干燥箱中干燥2 h,于350℃马弗炉中焙烧3 h,制备的Fe/γ-Al_2O_3催化剂,在湿式催化氧化反应温度为27℃、pH为7、催化剂投加量为300 mg、氧化剂30%过氧化氢溶液5 mL、反应时间90 min时,甲基橙溶液模拟废水降解率达到83.49%。     

Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3的制备及其催化臭氧氧化布洛芬废水性能研究

以γ-氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,采用共沉淀法制备Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3催化剂,构建臭氧-Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3催化臭氧化降解体系。在不同条件下,考察Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3对布洛芬废水处理效果的影响,并对催化剂进行XRD、TEM和BET表征。结果表明,在反应初始溶液p H=7、臭氧投加量为30 mg/min、Cu-Mn-Ce负载量为20%及催化剂质量为0. 45 g的条件下,布洛芬废水中TOC的去除率最高可达80. 96%; Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3催化剂重复使用5次后,废水中TOC的去除率从80. 96%降低至75. 31%,表明该催化剂的稳定性和重复利用性较好。     

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。     

琼脂改性纳米铁去除水体中Cr(Ⅵ)的研究

六价铬是一种应用广泛的重金属,对人类、动物、植物和微生物具有高度的毒性。本文研究了琼脂改性纳米铁(Agar-nZVI)对Cr(VI)的去除效果,探讨了Agar-nZVI投加量、Cr(VI)初始浓度、初始p H值、共存离子对Cr(VI)去除效果的影响。研究表明,Agar-nZVI的投加量为0.3g/L,反应时间为180 min,Cr(VI)的去除率达到95%以上,酸性条件有利于Cr(VI)的去除,体系中Ca(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、HCO3-对于Cr(Ⅵ)的还原有一定抑制作用。     

稀土复合催化剂的制备及催化湿式氧化性能

以550℃焙烧的拟薄水铝石为载体,Fe(NO_3)_2·9H_2O和Ce(NO_3)_2·6H_2O为前驱体,通过等体积浸渍法制备负载型Fe_xCe_(1-x)/γ-Al_2O_3(x=0,0.5,1)复合催化剂,通过SEM、TEM表征Fe/γ-Al_2O_3、Ce/γ-Al_2O_3及Fe_(0.5)Ce_(0.5)/γ-Al_2O_3催化剂,并考察Fe_(0.5)Ce_(0.5)/γ-Al_2O_3复合型催化剂分别在160、180、200和220℃反应温度条件下陶瓷印花废水的降解性能。结果表明:Ce改性后的Fe_(0.5)Ce_(0.5)/γ-Al_2O_3催化剂表面颗粒分布均匀,颗粒大小约为30 nm,在200℃反应温度条件下陶瓷印花废水的脱色率高达99.1%,色度为70倍,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中染料类废水的二级排放标准。     

CuO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水

采用浸渍法将Cu O、Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性臭氧催化氧化催化剂,通过N_2吸附脱附曲线,X射线衍射、扫描电镜、X射线荧光光谱等方法对催化剂性能进行表征。与Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/O_3、H_2O_2/O_3、γ-Al_2O_3/O_3等工艺相比,采用Cu O-Fe_2O_(3/)γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3工艺降解制药二级生化出水效果最为明显,较高的催化氧化效率主要归功于H_2O_2的诱导作用和催化剂的催化作用的双重作用加速臭氧生成更多·OH。考察废水中COD去除率及影响降解的因素,包括催化剂投加量、p H、双氧水投加量、臭氧流量等,实验结果显示在催化剂投加量2g/L、废水p H为9、双氧水投加量3.6mg/L、臭氧流量1.0L/min条件下,COD去除率达到62.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到58%以上,并且金属离子浸出较少,其结构稳定。通过自由基捕获剂测试,探讨该催化氧化过程遵循自由基反应机理。     

高铁酸钾及其优化工艺氧化降解吲哚的效能研究

以吲哚为目标物,研究了高铁酸钾[Fe(Ⅵ)]降解吲哚的最佳条件,建立了反应动力学模型,并考察序批投加Fe(Ⅵ)以及Fe(Ⅵ)/H_2O_2优化工艺对吲哚的去除效果。结果表明,25℃、吲哚与Fe(Ⅵ)物质的量比为1∶15、pH为7、反应15 min的条件下,吲哚的去除率为77.91%。吲哚的降解速率符合准一级反应动力学模型,其速率常数为0.134 68 s-1。序批投加Fe(Ⅵ) 5次时,吲哚的去除率提高到92.9%。n[Fe(Ⅵ)]∶n(H_2O_2)为1∶5时,吲哚的去除率提高到87.3%。     

Fe0/FeS去除水体中Cr(Ⅵ)的研究

利用表面腐蚀的方法,在纳米零价铁表面生成FeS,制备Fe~0/FeS磁性杂化材料,研究了硫铁比、超声时间、溶解氧、投加量对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。研究表明:Fe~0/FeS对Cr(Ⅵ)的去除效率随着硫铁比的增大先增加后降低;超声有助于纳米零价铁的分散及表面FeS的生成,但超声时间过长会导致去除效率下降;氧气对还原反应的影响是不利的。Fe~0/FeS杂化材料投加量为0.8 g/L时,对Cr(Ⅵ)的去除效率达到100%,此时去除能力约为25 mg/g。     

分步投加FeSO_4·7H_2O、H_2O_2法预处理皮革鞣制废液试验研究

对皮革鞣制废液采用分步投加FeSO_4·7H_2O、H_2O_2法进行预处理,考察了FeSO_4·7H_2O、H_2O_2的投加方式与投加量、反应温度、pH值、反应周期等的影响。结果表明,最佳工艺参数为:温度50℃,pH值5,FeSO_4·7H_2O投加量5 mmol/L,H_2O_2用量50 mmol/L,反应周期3 h。在此工艺条件下,可使废液色度从40 000倍降为10倍,COD、总铬和Cr⁽⁶⁺⁾浓度分别从2 700,19.27,18.78 mg/L降为426.7,0.162,0.15 mg/L,达到了《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB 30486—2013)要求。方法主要是利用先投加FeSO_4·7H_2O还原Cr(6+)浓度分别从2 700,19.27,18.78 mg/L降为426.7,0.162,0.15 mg/L,达到了《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB 30486—2013)要求。方法主要是利用先投加FeSO_4·7H_2O还原Cr⁽⁶⁺⁾,搅拌反应一段时间后,再投加H_2O_2形成Fenton试剂。其去除机制有别于传统Fenton试剂,主要是针对皮革鞣制废液中的Cr(6+),搅拌反应一段时间后,再投加H_2O_2形成Fenton试剂。其去除机制有别于传统Fenton试剂,主要是针对皮革鞣制废液中的Cr⁽⁶⁺⁾浓度高这一水质特色,先用Fe(6+)浓度高这一水质特色,先用Fe⁽²⁺⁾还原Cr(2+)还原Cr⁽⁶⁺⁾,并利用Cr_2O_72-的强氧化性,在酸性条件H+与H_2O_2的共同作用下,形成Fe(6+),并利用Cr_2O_72-的强氧化性,在酸性条件H+与H_2O_2的共同作用下,形成Fe⁽²⁺⁾、Fe(2+)、Fe⁽³⁺⁾、Cr(3+)、Cr⁽³⁺⁾、Cr(3+)、Cr⁽⁶⁺⁾、H_2O_2、·OH、OH-等离子的共氧化和共沉淀体系,实现色度、Cr(6+)、H_2O_2、·OH、OH-等离子的共氧化和共沉淀体系,实现色度、Cr⁽⁶⁺⁾、COD和总铬的同步去除。     

胺化Fe3O4@SiO2纳米颗粒的制备及其对水溶液中Cr(VI)的去除

六价铬(Cr(VI))因其高毒性受到人们广泛关注,为提高吸附法去除Cr(VI)的效率,合成了一种新型核壳结构的聚乙烯亚胺(PEI)功能化复合纳米颗粒(Fe3O4@SiO2–NH2),用于去除水中Cr(VI).研究了磁性纳米颗粒的化学结构、形貌和磁性特性.考察了初始浓度、吸附时间、溶液pH值和无机阴离子对Cr(VI)吸附...     

NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其评价

以NiCl_2·6H_2O为前驱体、(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为助剂,通过浸渍、焙烧和NaBH_4还原制备高活性的NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂。采用糠醛液相催化加氢为探针反应对其活性进行了评价。与NiMoB/γ-Al_2O_3相比,NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂表现出更高的加氢活性和选择性,即使在较低温度60℃和5.0MPa条件下,加氢反应3.0h,糠醛转化率接近100%。考察Fe掺杂量和活性组分的负载顺序对催化剂活性的影响。结果表明,适宜的Fe掺杂量Mo+Ni与Fe原子比为20:1,Mo、Ni和Fe前驱体盐同时负载于γ-Al_2O_3时,催化剂活性最高。XRD研究表明,NiMoFeB/γ-Al_2O_3为无定形结构,活性组分在载体上分散均匀,具有良好的热稳定性。     

γ-Al_2O_3对聚酰亚胺复合薄膜性能的影响

本文采用水热法,以结晶氯化铝(AlCl_3·6H_2O)为铝源,NaOH为沉淀剂,合成了γ-Al_2O_3。以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4'-二胺基二苯醚(ODA)为有机单体,在含有γ-Al_2O_3的N,N'-二甲基乙酰胺中逐步缩聚反应制备γ-Al_2O_3/PAA复合胶液,经过热亚胺化处理,制备纳米γ-Al_2O_3/PI复合薄膜。结果表明:在填充量较低时,γ-Al_2O_3在PI基体中分散良好。随着γ-Al_2O_3含量的增加,γ-Al_2O_3/PI复合薄膜热稳定性增加;拉伸强度和断裂伸长率先升高后降低,当γ-Al_2O_3掺杂量为5wt%时,达到最大值。     

活性氧化铝去除打印过程颗粒物的研究

实验使用活性氧化铝(γ-Al_2O_3)去除打印过程中产生的颗粒物,分析了墨粉的形貌和粒径,研究了γ-Al_2O_3对打印过程产生的颗粒物的去除特性。研究发现:墨粉是大小在纳米和微米之间的不规则颗粒物。打印过程产生的颗粒物的粒径分布在50~200 nm,总个数浓度可达3.10×105个/cm3。适度增大净化系统的气体流量和γ-Al_2O_3用量有助于颗粒物的去除。当净化系统气体流量为8 L/min,γ-Al_2O_3用量为200 g,去除率可达70%以上。可见,γ-Al_2O_3净化系统对打印过程产生的颗粒物有较好的去除效果。     

Ni_2O_3-MnO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3非均相催化剂处理甲基橙废水研究

以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法自制负载型Ni_2O_3-MnO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3非均相催化剂,利用EDS、SEM和XPS等表征手段对催化剂的表面形貌、组成元素等进行表征。结果表明负载的活性组分颗粒大小趋于均匀,分散性和比表面积明显提高。将制备的催化剂用于处理甲基橙模拟的印染废水,考察了氧化剂次氯酸钠投加量、反应温度、反应时间、催化剂投加量和溶液p H等因素对降解甲基橙的影响,得出最佳的反应工艺为:25℃时,次氯酸钠投加量0.1 mL、催化剂投加量5 g、pH值为6、反应5 min,此条件下体积100 mL,浓度为20 mg/L甲基橙的降解率可达98.5%。     

La-Ni/γ-Al_2O_3对二氧化碳加氢甲烷化的催化活性研究

用浸渍法制备了La-Ni/γ-Al_2O_3催化剂,并采用比表面积(BET)测试、程序升温还原(H2-TPR)等表征手段及热稳定性实验等,研究了催化剂的结构及活性。结果表明,2%的La显著提高了Ni/γ-Al_2O_3的活性并使其比表面积增加,La-Ni/γ-Al_2O_3在反应前的最佳还原活化温度为450℃,最佳反应温度和反应压力分别为450℃、015MPa,且在72h连续反应过程中,甲烷选择性和二氧化碳的转化率都能保持在一个较高的水平。     

高铁酸钾氧化去除水中对硝基苯酚(p-NP)的研究

采用实验室自制高铁酸钾(K_2Fe O_4)为氧化剂,对水中对硝基苯酚(p-NP)的氧化条件进行了研究。实验结果显示,K_2Fe O_4对水中的p-NP具有良好的去除效果,在投加比(K_2Fe O_4∶p-NP)为11∶1,p H为9,温度为45℃的条件下反应10 min,p-NP的去除率可达80%以上。研究表明p-NP的去除率主要受K_2Fe O_4投加量、p H值的影响,所以优化K_2Fe O_4投加量和反应溶液的p H对p-NP的降解非常重要。     

核桃壳生物质负载纳米零价铁对Cr(VI)污染土壤的修复研究

将核桃壳负载纳米零价铁制备核桃壳生物质负载纳米零价铁复合材料(WSP@nZVI),投加到Cr(VI)污染土壤中,通过土壤钝化实验,研究投加量、土水比和时间对Cr(VI)污染土壤的修复效果的影响,并探究可能的修复机理。分析处理前后土壤浸出液Cr(VI)浓度、土壤Cr(VI)含量、土壤总Cr含量以及土壤Cr形态含量的变化。结果表明,在投加量为7.5 mg/g,土水比为1∶10 g/mL,时间为2 d时,修复效果最佳。投加量越大,土水比越小,时间越长,修复效果越明显。其修复机制可能为吸附-还原-沉淀与共沉淀3种机理协同作用。