铈掺杂固体超强酸光催化剂降解有机物的研究

介绍了固体超强酸光催化剂降解有机污染物机理,包括光催化作用机理和固体超强酸作用机理。光催化作用机理如下:半导体催化剂在光照作用下产生电子空穴,电子空穴有很强的氧化能力,使有机物氧化,达到降解效果;固体超强酸作用机理如下:吸附在B酸和L酸中心上的有机物降解成CO₂,H₂O等无机小分子,以去除水中有机污染物。并根据固体超强酸光催化剂降解有机污染物机理,制备了铈掺杂固体超强酸光催化剂。     

油田水处理中的典型高级氧化技术

高级氧化技术(advancedoxidationtechnolo-gies,AOTs)是通过产生羟基自由基OH·而将污染物氧化降解的技术。高级氧化技术的出现最早可追溯到十九世纪,1894年Fenton发现Fe2+和H2O2混合后可以产生OH·自由基,OH·自由基通过电子转移等途径可使水中的有机污染物氧化为二氧化碳和水,从而使有害物质降解。1·高级氧化技术的特点高级氧化过程区别于其他氧化的特点在于以下几个方面:①产生大量非常活泼的OH·自由基,OH·是反应的中间产物,可诱发后面的链反应;②OH·无选择直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害盐,不会产生…     

低温活化过硫酸盐降解聚合物冻胶

温度是影响聚合物冻胶降解的关键因素。针对低温油藏中聚合物冻胶引起的堵塞,提出使用过硫酸盐为氧化降解剂,通过低温活化的方法提高过硫酸盐的氧化性。首先,以水合硫酸铜和亚氨基二琥珀酸四钠等为原料制得活化剂（TA）;然后,利用自由基淬灭实验和自由基测试,分析TA活化过硫酸盐降解聚合物的机理;最后,研究了不同温度下活化体系中过硫酸盐浓度和TA浓度等对降解聚合物冻胶的影响,优化了活化体系的配方,并评价了该体系的腐蚀性。结果表明,35℃时,TA活化过硫酸盐体系能快速降解聚合物冻胶,形成的超氧阴离子自由基是降解冻胶的主要活性自由基。随着过硫酸盐浓度的增加,降解率增大,但TA的浓度存在最佳值,而温度升高可以加快冻胶降解。和常规解堵剂相比,TA活化过硫酸盐能快速降解聚合物冻胶,且腐蚀性小。低温下,由0.10 mol/L过硫酸钠和0.12 mol/L TA组成的体系的降解效果好于其他常规聚合物驱油藏解堵剂。     

樊学地区注入水与产层水的配伍性及注水处理工艺

针对延长石油樊学地区注入水与产层水混合结垢严重的问题, 通过分析水样离子组成和配伍性, 预测了混注水结垢趋势, 确定了注水处理工艺, 并进行了岩心伤害实验。结果表明： 产层水矿化度在 104 mg/L数量级, 其中钡锶离子质量浓度高达 1000 mg/L, 注入水中的硫酸根离子质量浓度约 1000 mg/L。同层回注时, 控制硫酸根浓度是水处理工艺的关键。当硫酸根质量浓度低于 100 mg/L时, 不会产生硫酸锶沉淀; 当硫酸根质量浓度高于1 mg/L时, 会形成硫酸钡垢。采用预混合+沉淀剂+阻垢剂联合处理工艺, 可将硫酸根浓度降至 50 mg/L以下, 再加入 40 mg/L的阻垢剂即可使混注水达到要求。处理后混注水对岩心的伤害率为 15%。图2表 3参 15     

Co/SBA-15催化剂的合成及其对亚甲基蓝的催化降解

采用直接合成法制备了负载型Co/SBA-15催化剂,采用XRD,XPS,TEM,N_2吸附-脱附等手段对Co/SBA-15进行表征;考察了催化剂用量、Na HCO_3和H_2O_2的浓度及体系p H对Co/SBA-15催化降解亚甲基蓝性能的影响,并探讨了亚甲基蓝催化降解的机理。表征结果显示,Co/SBA-15具有载体SBA-15分子筛的典型介孔结构,孔分布均匀,Co/SBA-15的平均孔径、比表面积和孔体积分别为3.44 nm、475.33 m~2/g和0.27 cm~3/g。实验结果表明,在p H=9、Na HCO_3和H_2O_2浓度分别为10 mmol/L和30 mmol/L、催化剂用量为0.015 g、35℃下反应2 h,50 m L的25 mg/L亚甲基蓝的降解率可达86.48%。催化剂在Co+Na HCO_3+H_2O_2体系中产生碳酸盐自由基,形成了更多的活性氧自由基,提高了对亚甲基蓝的降解性能。     

Fenton试剂处理辽河油田水实验

油田水中的有机污染物是比较难降解的有机物,常规的方法很难将COD值降到50mg/L以下。以Fenton试剂作为氧化剂,研究其对去除油田水COD的影响,考查了反应温度、pH值、反应时间、H2O2以及Fe2+浓度,确定了最佳的单因素条件。正交实验确定了反应温度和pH值是影响COD去除的两个主要因素;给出了能将油田水中COD处理到小于50mg/L的四个组合条件。最后,对该方法在油田水处理中的实际应用进行了讨论。     

磷钨酸光催化降解有机污染物研究进展

综述了近年来磷钨酸和负载型磷钨酸在光催化降解有机污染物方面的应用。着重介绍负载型磷钨酸的催化合成和光催化降解有机污染物的应用,研究结果表明,Zn/Al类水滑石及其插层材料、磷钨酸表面修饰Ti O_2光催化降解污染物降解率最高。     

盐浓度对交联聚合物线团形态的影响

用核孔膜过滤法 (过滤体积对过滤时间作图 )、动态光散射法 (DLS)和扫描电镜法 (SEM )研究了交联反应前后盐 (NaCl)浓度变化对低浓度HPAM与AlCit形成的交联聚合物溶液 (LPS)中交联聚合物线团 (LPC)形态的影响。所用HPAM相对分子质量 1.1× 10 7～ 1.4× 10 7,LPS中HPAM与Al的质量比 2 0∶1,HPAM浓度 0 .1或 0 .2 g/L ,交联反应温度 40℃ ,时间 7天。实验结果表明 :①LPC的平均水力半径Rh(DLS测定值 )随交联反应时盐浓度的增大先减小后增大 ,盐浓度由 0 .5 g/L增加到 2 g/L时Rh 由 45 0nm迅速减小到 2 5 0nm ,盐浓度增加到 2 0 g/L时Rh达到最小值 16 0nm ,此后随盐浓度的继续增加Rh 有所增大 ;盐浓度 0 .5和 2 .0 g/L时Rh 的SEM测定值分别为45 0和 2 5 0nm ,与DLS结果一致。②交联反应完成后改变LPS的盐浓度 ,也可改变LPC的Rh 值 ,但改变幅度较小 ;盐浓度 0 .5 g/L时形成的LPS ,当盐浓度增加至 2 g/L时 ,Rh 值由 45 0nm减小至 35 9nm ,大于盐浓度 2 g/L时形成的LPS的Rh 值 (2 46nm) ;盐浓度 2 g/L时形成的LPS ,当盐浓度减少至 0 .5 g/L时 ,Rh 值由 2 46nm增大至32 6nm ,小于盐浓度 0 .5g/L时形成的LPS的Rh 值 (4 5 0nm)。用盐浓度改变引起LPC水化层厚度改变 ,线团收缩或舒张解释盐浓度改变时Rh 测定值的     

ZnS/CuS/RGO复合材料的制备及其对聚丙烯酰胺的光催化降解性能

采用水热合成法制备了Zn/Cu-MOFs（金属有机框架化合物）/GO（氧化石墨烯）复合材料,将其与硫代乙酰胺（TAA）反应制备出ZnS/CuS/RGO（还原氧化石墨烯）异质结复合材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光分光光度计等对ZnS/CuS/RGO复合材料进行了表征,并在太阳光下,考察了其对聚丙烯酰胺（PAM）的光催化降解性能。结果表明:在锌铜比（摩尔比）为1∶9,ZnS/CuS/RGO加入质量浓度为0.5 g/L,H2O2加入浓度为16 mmol/L的条件下,可使初始质量浓度为100 mg/L的PAM溶液的PMA降解率达到99.30%。     

非均相类芬顿催化剂Fe/SBA-15的制备及其催化性能的研究

采用浸渍法制备了负载型Fe/SBA-15催化剂,其与H2O2可构成非均相类芬顿催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附分析、IR和TEM等手段对Fe/SBA-15催化剂进行表征。通过降解水中的亚甲基蓝研究催化剂的降解性能,考察催化剂中Fe含量、H2O2初始浓度和溶液初始pH等因素对亚甲基蓝降解率的影响。实验结果表明,Fe/SBA-15催化剂具有介孔结构,孔道均匀,平均孔径为5.534 nm,比表面积为483.5 m2/g;在溶液初始pH=3、H2O2初始浓度20 mmol/L、亚甲基蓝初始浓度2.5 mmol/L,Fe含量为0.9%(w)的Fe/SBA-15催化剂2 g/L、17.5℃和90 min的条件下,亚甲蓝的降解率可达到96.36%;Fe/SBA-15催化剂连续重复使用3次仍具有良好的催化性能。     

浸渍溶剂对Pt-Sn/SBA-15催化剂丙烷脱氢性能的影响

以乙醇和水为溶剂配制相应活性组分盐溶液作为浸渍液,研究了不同条件下制备的Pt-Sn/SBA-15催化剂用于丙烷脱氢时的催化性能;采用XRD、BET、TEM和CO脉冲吸附等方法对载体和催化剂进行了表征。实验结果表明,浸渍溶剂对Pt-Sn/SBA-15催化剂性能的影响显著,以氯化亚锡水溶液浸渍Sn、以氯铂酸水溶液浸渍Pt的催化剂性能最好。Sn浸渍液的溶剂对催化剂结构影响不明显,而Pt浸渍液的溶剂不同时催化剂的Pt分散度有显著差异。在水溶液中,氯铂酸可电离成氢阳离子和氯铂酸根阴离子,离子在水中分散存在;而在乙醇溶液中,由于乙醇极性比水差,氯铂酸不电离形成离子,仍以分子形式存在并容易团聚,从而导致氯铂酸水溶液和乙醇溶液浸渍后的Pt-Sn/SBA-15催化剂的Pt分散度有较大差异。     

硫酸根对Ni/γ-Al2O3催化剂加氢脱硫选择性的影响

以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法分别制备了H2SO4,Ni(NO3)2,Ni(NO3)2-H2SO4,NiSO4改性的加氢脱硫催化剂。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、H2-程序升温还原、紫外-拉曼光谱、X射线光电子能谱和反应性能评价等方法研究了硫酸根对Ni/γ-Al2O3催化剂的物性和催化噻吩加氢脱硫选择性的影响。结果表明：含硫酸根前躯体制备的Ni/γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫活性和选择性高于Ni(NO3)2前躯体制备的催化剂;NiSO4前躯体制备催化剂的加氢脱硫活性和选择性最高,较Ni(NO3)2制备的催化剂分别提高了19百分点和78%。催化活性的差异与催化剂中Ni的形态相关,硫酸根的存在一方面减弱了Ni与载体间的相互作用,另一方面提供了镍原位自硫化的硫化剂,形成的硫化镍物种与NiSO4是催化剂的活性中心,其脱硫活性和选择性明显高于引入硫化剂硫化的催化剂。     

Kinetics and thermodynamics of formation and degradation of α-hydroxyperoxyl radicals

The enthalpies of formation for fifteen α-hydroxyhydroperoxides and α-hydroxyperoxyl radicals with various structures were calculated. Using the crossing parabolas method, experimental data on the degradation of α-hydroxyperoxyl radicals were analyzed and the kinetic parameters that characterize these reactions were calculated. The activation energies of the degradation rate constants of fifteen α-hydroxyperoxyl radicals were calculated from these parameters. The enthalpies of degradation for six α-hydroxyperoxyl radicals of polyhydric alcohols and the enthalpies of their formation were calculated using the experimental data. The rate constants of the backward reaction, namely, hydroperoxyl radical addition to a number (21) of carbonyl compounds, and the enthalpies and Gibbs energies for H₂O₂ addition to some aldehydes and ketones to form α-hydroxyhydroperoxides were calculated. The kinetic characteristics of the degradation of α-hydroxyperoxyl radicals are compared to those of other reactions of intramolecular hydrogen-atom transfer in oxygen-centered radicals. An important role of low triplet repulsion in these reactions, which ensures their fast rate, was noted.     

十氢萘催化裂解制低碳烯烃研究进展

综述了十氢萘在不同类型催化剂作用下的裂解反应机理：十氢萘在金属氧化物催化剂上晶格氧和吸附氧物种作用下,经负碳离子转变为自由基,进而以自由基机理裂解;十氢萘在固体酸催化剂的B酸中心上形成正碳离子,接着以正碳离子机理进行反应。分析了不同类型裂解催化剂的优缺点：金属氧化物催化剂耐水热、耐高温且可抑制结焦,但对于大幅降低反应温度和提高丙烯产率无促进作用;固体酸催化剂因含有的酸中心和独特的孔道结构,可大幅降低反应活化能,且可灵活调变低碳烯烃比例。最后,列举了不同工艺条件对十氢萘裂解反应的影响。     

羟自由基清除剂抑制络合铁降解

络合铁脱硫工艺中广泛使用的硫代硫酸盐不能完全抑制络合剂的降解,但大量补充的铁络合剂提高了运行成本。依据络合亚铁再生过程中产生的羟自由基氧化降解了铁络合剂,清除羟自由基抑制络合铁降解的原理,采用Fe^(2+)-EDTA/H_(2)O_(2)的碱性Fenton体系模拟脱硫过程中羟自由基的产生,加入一系列羟自由基清除剂至该体系中,测试Fe-EDTA的降解率。结果表明:简易的Fenton体系可代替实际的络合铁脱硫过程快速筛选清除剂,质量分数为0.050%的苯甲酸钠或0.617%的丙三醇可抑制络合铁的降解,降低络合铁脱硫成本;苯甲酸钠和丙三醇具有较强清除能力的原因在于清除剂及其中间氧化产物均先于铁络合剂被羟自由基氧化。     

乳化型聚乙烯的生产技术和应用

高分子量聚乙烯(PE)经热裂化后,可得低分子均聚物。本文考察了裂解条件与熔体粘度、平均分子量及其分布的关系,给出了可控制裂解深度的数学方程。同时也开发了熔体催化氧化技术,以自由基生成物和有机酸盐为催化剂,产品的酸值可达14以上,并探讨了催化氧化反应动力学。对所制得的乳化型PE进行了塑料、橡胶加工、造纸、热熔粘合剂等方面的应用研究。     

二氧化硅负载硫酸铁催化剂上的酯化反应及其动力学研究

通过溶胶-凝胶法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铁[Fe(2SO4)3/SiO2]催化剂,研究了[Fe(2SO4)3/SiO2]的焙烧温度、硫酸铁的负载量、催化剂用量及反应温度对油酸乙酯合成的影响。用积分法研究了等量反应物在常压下的反应动力学。结果表明,二氧化硅负载的硫酸铁催化剂在油酸和乙醇无溶剂条件下的酯化反应中具有良好的催化性能。酯化反应符合假设的朗格缪尔-欣谢尔伍德(L-H)机理,且服从准二级反应动力学方程,表观活化能为50.40kJ/mol,指前因子为1.22×10(7mol/L)-1·h-1。     

乙醇-水溶剂中Rh/TPPTS催化癸烯-1氢甲酰化反应研究

以 Rh/三-(间磺酸钠基三苯基)膦(TPPTS)为两相反应催化剂,乙醇-水为溶剂,研究了 V(乙醇):V(水)、铑浓度和 c(TPPTS):c(Rh)对癸烯-1氢甲酰化反应的影响。考察了 Rh/TPPTS 催化剂在乙醇-水溶剂中反复循环使用时有机相中铑流失的浓度和催化剂性能变化。结果表明,在4.0 MPa、100℃、c(Rh)=0.005～0.010 mol/L、n(TPPTS):n(Rh)=7.5:1、V(乙醇):V(水)=2/3～3/2、V(CO):V(H_2)=1:1条件下,癸烯-1的2 h 转化率和醛选择性大于95%,醛的正构体与醛的异构体比为2.5～3;Rh/TPPTS 催化剂反复循环使用9次,癸烯-1转化率和醛选择性未出现下降趋势,两相不发生乳化现象,在产物中 Rh 含量0.20μg/g。     

尿素直接醇解法合成碳酸二甲酯的研究进展

介绍了尿素直接醇解制备碳酸二甲酯反应(DMC)的热力学研究进展。对催化精馏、去除氨气工艺以及高沸点共催化剂、热耦精馏、脂肪二元醇循环剂的应用进行了综述,评价了不同催化体系包括金属化合物、单质金属、多聚磷酸、有机酸盐、有机金属化合物、负载型催化剂和离子液体催化剂的优缺点。此外,还指出了尿素直接醇解法合成DMC生产路线目前存在的问题,并对前景做了展望。     

Effect of ozonation combined with heterogeneous catalysts and ultraviolet radiation on recycling of gas-station wastewater

Ozonation is extensively applied in the treatment of drinking water and wastewater due to the powerful oxidation potential of ozone. Heterogeneous catalytic ozonation (HCO) of wastewater proceeds through hydroxyl radicals as the oxidation species. The effect of ozonation alone and combined with catalysts in the presence and absence of UV-radiation was investigated to reuse the biologically pretreated gas-station wastewater instead of fresh water. Two types of catalysts: titanium dioxide (TiO₂) and activated carbon (AC) were studied. The concentration of catalyst, dark adsorption, reaction time and the improvement of biodegradability were studied. The combination of catalysts and ozonation reveals a significant improvement in the removal of contaminants present in wastewater by using the ozonation, adsorption or photocatalysis systems. Maximum dissolved organic carbon (DOC) removal of 91% was achieved by the combination of ozone, TiO₂ and the UV-radiation system. But, an increase in biodegradability from 0.12 to 0.33 was realised with ozone and the TiO₂ system. Furthermore, the biodegradability was increased with increasing catalyst concentration combined with ozone up to 1 g/L with TiO₂ and 0.5 g/L with AC.