原位生物修复Cr(Ⅵ)污染土壤的中试实验

针对重金属Cr(Ⅵ)污染土壤,采用原位生物修复技术,测量土壤粒径范围、渗透率、强制通风条件下液体在土壤中分布,并进行Cr(Ⅵ)污染物的微生物去除实验。结果表明,经过25 d微生物修复,各层土壤中的Cr(Ⅵ)均得到不同程度去除,Cr(Ⅵ)不会下渗到距土壤表层40 cm及以下。在含水量相同、通气量为0.3 m³·h^-1条件下,比较不同碳源时的Cr(Ⅵ)去除率,有葡萄糖和蛋白胨存在时,Cr(Ⅵ)去除率最大,26 d监测到Cr(Ⅵ)去除率高达95%;而苯酚存在时,Cr(Ⅵ)去除率最低,26 d监测到Cr(Ⅵ)去除率仅52%。     

改性活性半焦吸附-Fe/C微电解-Fenton联用技术处理焦化废水

采用改性活性半焦吸附-Fe/C微电解-Fenton联用技术处理焦化废水,探究联用技术工艺参数对焦化废水化学需氧量(COD)去除率的影响,结果表明:(1) 针对Fe/C微电解处理焦化废水的最佳操作条件为:pH=3,Fe与C质量比2.0∶1,Fe/C投加量30 g·L^-1,反应时间60 min,反应温度35 ℃;(2) 采用Fe/C微电解-Fenton氧化处理焦化废水最佳操作条件为:过氧化氢投加量25 mL·L^-1,pH=3,Fe与C质量比2.0∶1,Fe/C投加量30 g·L^-1,反应时间8 h。在最佳吸附-Fe/C-Fenton联用工艺条件下操作,对焦化废水COD降解率达到85.23%,COD由199.27 mg·L^-1降至29.43 mg·L^-1。动力学研究表明,动力学方程能很好的拟合Fe/C微电解降解过程。     

热泵闪蒸汽提脱氨技术的工业应用

采用热泵闪蒸汽提脱氨技术建成一套催化剂废水氨氮处理装置,运行结果表明,在汽提温度(90~100) ℃和进料量(70~120) m³·h^-1条件下,可以将废水氨氮由大于2 000 mg·L^-1脱至小于8 mg·L^-1,具有脱氨效率高、运行成本低和综合效益好的特点,在国内高氨氮废水处理技术中处于先进水平。     

AgBr/Zn3(OH)2V2O7·2H2O可见光催化降解亚甲基蓝溶液

采用水热和沉淀两步合成法制备AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂,研究其在可见光下降解亚甲基蓝溶液的性能,并考察催化剂用量、亚甲基蓝溶液初始浓度、pH值以及盐浓度对光催化性能的影响,评价AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂的重复使用性能。结果表明,在前驱液pH为10、120 ℃水热10 h、Ag与Br物质的量比为0.20条件下制备的复合催化剂在可见光下反应120 min后,1.0 g·L^-1的催化剂对10 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液脱色率达到85.2%。NaCl对亚甲基蓝的降解起抑制作用,Na₂SO₄对亚甲基蓝的降解起促进作用。催化剂重复使用4次后,光照120 min后的亚甲基蓝溶液脱色率可达66.4%。催化剂对不同初始浓度亚甲基蓝溶液的光催化降解符合一级动力学模型。     

脱硫微生物的菌种驯化培养

生物脱硫具有低成本、可脱有机硫等优点,不足之处是菌种生长不稳定,需要不断进行驯化培养以提高菌种的脱硫活性。实验采用不同的硫源对脱硫微生物进行了驯化,考察了不同培养基中的微生物的驯化和生长,再将微生物菌种分别接种到煤、黄铁矿和柴油培养基中进行培养。结果表明,在以煤为硫源的培养基中,微生物生长具有较大起伏,不利于菌种的驯化,8d后的脱硫率为10.2%;而在柴油和黄铁矿中培养的微生物则较单一,有利于菌种的驯化,8d后的脱硫率分别为23%和17.4%。     

银掺杂二氧化钛/活性炭复合材料的制备及其光催化性能研究

为提高二氧化钛/活性炭（AC）复合材料对可见光的利用率,基于溶胶-凝胶法制备了银掺杂的二氧化钛/活性炭复合光催化剂。利用一系列测试方法对光催化剂进行了表征,通过亚甲基蓝（MB）和Cr（Ⅵ）废水的降解效果研究了其光催化活性。结果表明,掺杂银的材料,吸附性能和可见光下的光催化性能均得到提升。在材料投加量为400 mg/L情况下,银-二氧化钛/AC复合光催化剂在30 min内对10 mg/L MB溶液的降解率达到98.55%,在60 min内对20 mg/L MB溶液、10 mg/L Cr（Ⅵ）溶液的降解率分别达到76.92%和53.90%;与未掺杂的材料相比,降解率分别提升了14%、47%、137%。这是由于Ag纳米颗粒可以有效地俘获价带电子,减少电子空穴的复合,从而提高了光催化效果。     

化学浴沉积法制备氢氧化镍及其催化过一硫酸盐降解亚甲基蓝

采用简单的化学浴沉积法（CBD）制备出水合氢氧化镍[Ni（OH）₂·0.75H₂O]粉体。该粉体具有微/纳构造特征,整体呈现出无规则微米级颗粒状形貌,由纳米片自组装而成。考察了水合氢氧化镍作为催化剂活化单过硫酸氢钾（PMS）降解亚甲基蓝（MB）溶液的性能。结果表明,Ni（OH）₂·0.75H₂O/PMS 复合体系具有良好的降解MB溶液的能力,其对MB的降解率可达84.33%;而相同条件下Ni（OH）₂·0.75H₂O或PMS单一体系对MB的降解率仅为9.46%和21.19%。MB 溶液的降解率随反应体系中PMS用量的增加而提高,随MB初始浓度的增加而降低,随催化剂用量的增加先增加而后维持不变。Ni（OH）₂/PMS体系中引入C₂O₄^2-或PO₄^3-阴离子会抑制MB溶液的降解,抑制率分别为65.77%和16.44%,但NO₃^-的引入对MB的降解无抑制。自由基俘获结果证实,·SO₄^-是参与直接氧化降解MB的主要活性中间体;动力学分析表明氢氧化镍催化活化PMS降解MB溶液的反应为二级反应,其表观反应速率常数k=5.39 L/（mmol·min）。     

湿式过氧化氢催化氧化降解喹啉及其机理

采用浸渍法制备了负载型铜铁氧化物催化剂,并以喹啉为目标污染物,建立了湿式过氧化氢催化氧化(CWPO)体系.研究了反应温度、初始pH、H₂O₂和催化剂投加量对喹啉去除效果的影响,并分析了CWPO体系中 的作用及喹啉的降解路径.结果表明,CWPO对喹啉具有很好的去除效果,反应30 min喹啉的去除率可达到100%,反应60 min矿化率可达到88.34%.确定了最佳反应温度为80℃,初始pH为7,H₂O₂和催化剂投加量分别为29.15 mmol·L^-1和4 g·L^-1. 氧化在CWPO降解喹啉体系中起主导作用,其平均产生速率为1.69×10^-6 mmol·L^-1·min^-1.推测了CWPO降解喹啉的4种可能路径,在中性和酸性条件下,分别生成以吡啶环或苯环为主的中间产物.     

柑桔皮与铬渣共热解毒六价铬

铬渣是铬盐生产过程中产生的废渣,含有大量的水溶性和不溶性六价铬[Cr（Ⅵ）],对人类和生态环境均有很大危害。提出了铬渣与农业废弃物柑桔皮进行混合热解,利用柑桔皮热解产生的还原性气体及生物质炭将Cr（Ⅵ）还原为无毒的三价铬[Cr（Ⅲ）]。系统研究了热解温度、柑桔皮与铬渣质量比、热解时间和球磨时间等条件对铬渣中总Cr（Ⅵ）、水溶性Cr（Ⅵ）和难溶性Cr（Ⅵ）还原去除率的影响规律。得到较佳的实验参数：热解温度为600 ℃,柑桔皮与铬渣的质量比为30%,热解时间为45 min,球磨时间为1 h。在最佳条件下,铬渣中总Cr（Ⅵ）的还原去除率达到99.51%,其含量由1 641.95 mg/kg降低到8.04 mg/kg,远低于25 mg/kg的国家排放标准（HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范》）。并对解毒后的铬渣进行了X射线衍射（XRD）分析,结果表明铬渣热解解毒前后物相一致。该研究结果可为无钙焙烧铬渣的无害化处理提供新的技术思路。     

压力消解ICP-AES法对润滑油异构脱蜡催化剂中铂、钯含量的测试

采用高压消解技术,使用盐酸、硝酸和氢氟酸对润滑油异构脱蜡催化剂进行处理,制备测定样品水溶液,选择Pt波长214.423 nm和Pd波长340.458 nm作分析线,电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)进行测定,对压力消解条件进行确定,对待测元素的分析谱线选择进行分析。结果表明,各元素校准曲线线性相关系数均不小于0.999 00,检出限Pt为0.030 12 mg·L^-1,Pd为0.015 21 mg·L^-1。按照实验方法测定润滑油异构脱蜡催化剂样品中Pt、Pd结果的相对标准偏差(RSD,n=6)均小于1%,回收率98.0%~103.0%,测试方法准确可靠。     

SnWO4/g-C3N4复合光催化剂降解亚甲基蓝溶液

采用溶剂热法制备SnWO_4/g-C_3N_4复合光催化剂,在可见光降解亚甲基蓝实验中研究复合催化剂的光催化性能。考察催化剂投加量、亚甲基蓝溶液初始浓度、溶液pH值、盐效应对光催化性能的影响及SnWO_4/g-C_3N_4复合光催化剂的重复利用性。实验结果表明,在催化剂投加量1.0 g·L~(-1)、亚甲基蓝溶液初始浓度15 mg·L~(-1)和溶液pH值7.08时,在可见光条件下反应3 h,亚甲基蓝溶液脱色率达到94.2%;NaCl对光催化降解亚甲基蓝具有抑制作用,加入10 mmol·L~(-1)的NaCl溶液后亚甲基蓝的脱色率降为76.0%;复合光催化剂循环使用5次后,暗吸附后光照3 h,亚甲基蓝溶液的总脱色率仍可达到78.7%,重复利用性良好。     

Fe掺杂WO_3催化剂制备及催化降解染料性能

以钨酸钠、硝酸铁为原料,采用水热法制备WO_3和铁掺杂WO_3(Fe-WO_3)固体催化剂。通过红外光谱(FT-IR)、X射线多晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及固体紫外-可见漫反射等表征催化剂。结果表明,制备的Fe-WO_3样品粒子呈片状,厚度达到纳米级。Fe掺杂WO_3的晶体结构受焙烧温度的影响,400℃焙烧得到的四方晶型样品具有较高的催化活性。固体紫外-可见漫反射表明,与WO_3相比,Fe掺杂WO_3发生红移,增强了可见光下的催化活性。以Fe-WO_3为催化剂降解亚甲基蓝,当亚甲基蓝初始浓度为10 mg·L^(-1),pH=11,催化剂用量1 g·L^(-1),质量分数30%的H_2O_2用量2.5 mL·100 mL^(-1),反应时间100 min时,亚甲基蓝降解率可达95.56%。     

Ni-Mo/Al_2O_3催化剂对废轮胎液化油催化加氢特性研究

以Ni-Mo/Al_2O_3为催化剂,利用1.8 L高压反应釜考察反应温度和氢压对废轮胎液化油加氢转化及脱硫、脱氮效果的影响。结果表明,通过提高反应温度和氢压,可以促进液化油中重组分的转化和硫氮元素的脱除,反应温度和氢压对于脱硫效果影响较明显,而对脱氮效果影响较小。在反应温度410℃、氢压8 MPa和停留时间2 h条件下,重组分全部转化,轻质油收率78%,脱硫率和脱氮率分别达到93.60%和35.63%,其中,汽油馏分中硫、氮含量较低,分别为10.72 mg·L~(-1)和12.04 mg·L~(-1)。     

焙烧温度对Ni/ZnO/Al2 O3深度吸附脱除苯中噻吩性能的影响

采用固相法及尿素沉淀法分别制备Ni O和ZnO,以ω(ZnO)∶ω(Ni O)∶ω(Al_2O_3)=0.3∶1∶1混涅成型制备脱硫吸附剂,考察焙烧温度对吸附剂选择性吸附脱除苯中微量噻吩硫化物的影响,并采用XRD、H_2-TPR和BET等对吸附剂进行表征。结果表明,前驱体的焙烧温度对吸附剂晶体结构和脱硫性能影响显著,焙烧温度500℃时,吸附剂表面活性位及与载体的相互作用适中,吸附脱硫效果最好。在185℃和1.5 MPa吸附条件下,以含噻吩100 mg·L~(-1)的苯为原料,吸附剂动态饱和吸附硫容量可达18.4 mg·g~(-1),吸附后苯中噻吩浓度不高于0.010 mg·L~(-1),表明制备的吸附剂具有较好的吸附脱硫应用前景。     

水热法制备Sr_2FeNiO_6催化剂及其催化性能研究

采用水热法制备双钙钛矿催化剂Sr_2FeNiO_6,考察不同浓度KOH溶液(4 mol·L~(-1)、6 mol·L~(-1)、8 mol·L~(-1)、10 mol·L~(-1)、12 mol·L~(-1)、14 mol·L~(-1))对催化剂性能的影响,利用X射线衍射、比表面积测定、程序升温还原和扫描电镜等对样品进行性能表征,并以催化甲烷燃烧为目标,考察催化剂催化性能。结果表明,矿化剂KOH浓度对样品性能影响较大,当浓度为10 mol·L~(-1)时,起燃温度最低,T_(10%)为430℃;浓度为8 mol·L~(-1)时,样品比表面积最大,为19.0 m~2·g~(-1),完全燃烧温度最低,T_(90%)为610℃。     

Effect of interlayer anions on chromium removal using Mg–Al layered double hydroxides:Kinetic,equilibrium and thermodynamic studies

The influence of interlayer anions such as NO3-, SO42-and Cl-on Mg–Al hydrotalcites for Cr(VI) removal from aqueous solution was studied. The structure of the prepared LDHs was characterized by XRD, SEM, FTIR, TGA, BET surface area and p Hzpc. The sorbent ability and sorption mechanisms were also investigated. The LDHs exhibit high removal for Cr(VI), and the sorbed amount depends on the nature of interlayer anion, which decreased in the following order: NO3-N Cl-N SO42-. Nitrate-containing LDH reached a Cr(VI) sorption equilibrium within only 30 min. The effects of operating conditions, including initial concentration, solution p H, agitation time and sorbent amount have been studied in batch mode. The optimum conditions were observed at an initial concentration of 100 mg·L-1, p H = 6, agitation time of 60 min and a sorbent dose of 2 g·L-1. The equilibrium data were fitted to the Langmuir, Freundlich and Dubinin–Radushkevich isotherm models. The Langmuir model was found to sufficiently describe the sorption process, offering a maximum sorption capacity of 71.91 mg·g-1. The sorption kinetic follows pseudo-second-order reaction with high accuracy. Thermodynamic parameters suggested that the sorption process is spontaneous and endothermic in nature.     

石墨相氮化碳纳米片负载的钯纳米片催化4-硝基苯酚还原

将Pd纳米片(Pd NSs)负载到石墨相氮化碳纳米片(CNNSs)表面,制备了Pd NSs/CNNSs催化剂,并采用透射电镜、X射线衍射、红外光谱和X射线光电子能谱对催化剂进行表征。结果表明,Pd NSs和CNNSs通过面面接触,形成紧密接触界面。负载后,Pd NSs具有较高分散性,没有发生明显团聚。将Pd NSs/CNNSs用于催化4-硝基苯酚还原生成4-氨基苯酚。结果表明,Pd NSs/CNNSs能够高效催化4-硝基苯酚还原。室温下,在Pd NSs/CNNSs催化剂、4-硝基苯酚和NaBH_4浓度分别为2.1 mg·L~(-1)、0.14 mmol·L~(-1)和20 mmol·L~(-1)的条件下,反应速率常数达0.154 min~(-1),是以Pd NSs为催化剂时的1.77倍。