Zn、Cd 化合物对模拟飞灰中二噁英生成的影响

催化剂是二噁英(PCDD/Fs)从头合成的关键因素,但已有研究仍不足。在实验室条件下利用模拟飞灰(MFA)研究不同金属催化剂对PCDD/Fs生成量及分布的影响。结果表明,ZnO抑制PCDD/Fs的生成,ZnCl₂对PCDD/Fs生成催化作用远大于CdCl₂,生成PCDD/Fs浓度分别为431.78、6.32 ng·g^-1。ZnCl₂催化下生成PCDD/Fs浓度是ZnO的338倍,CdCl₂催化下生成PCDD/Fs浓度是CdO的3倍。Zn、Cd化合物催化下生成PCDD/Fs氯化程度低。利用主成分分析(PCA)研究催化剂对PCDD/Fs分布的影响,结果表明不同金属催化剂作用下,17种有毒PCDD/Fs分布变化显著。同时ZnCl₂催化下,反应气氛中氧含量的提高导致PCDD/Fs生成量增加,但是对PCDD/Fs分布的影响有限。     

SO_2抑制二噁英从头合成的实验及其过程模拟

实验研究了不同温度下SO2对二噁英(PCDD/Fs)从头合成的抑制特点,运用HSC Chemistry 6.1软件对主要无机化学反应过程进行模拟,探究了SO2的抑制机理。结果表明,SO2对PCDD/Fs总浓度和I-TEQ浓度的抑制效果随温度的升高而增强。PCDD/Fs总浓度和I-TEQ浓度抑制率从200℃不足20%分别提高到300℃时的75.6%和77.3%及400℃时的89.2%和80.5%;SO2的添加促进了PCDD/Fs尤其是PCDDs同系物分布的低氯代化。在从头合成的高温段和低温段,SO2分别侧重抑制PCDFs和PCDDs。相平衡计算和Gibbs自由能计算表明,SO2优先与催化剂CuCl2反应生成无催化活性的CuSO4,其次与氯源Cl2反应,最终实现PCDD/Fs的生成抑制。模拟结果对现有硫基抑制机理进行了验证和补充,对高效、廉价抑制剂的开发及工程使用具有重要意义。     

SO2抑制二英从头合成的实验及其过程模拟

实验研究了不同温度下SO₂对二 英（PCDD/Fs）从头合成的抑制特点,运用HSC Chemistry 6.1软件对主要无机化学反应过程进行模拟,探究了SO₂的抑制机理。结果表明,SO₂对PCDD/Fs总浓度和I-TEQ浓度的抑制效果随温度的升高而增强。PCDD/Fs总浓度和I-TEQ浓度抑制率从200℃不足20%分别提高到300℃时的75.6%和77.3%及400℃时的89.2%和80.5%;SO₂的添加促进了PCDD/Fs尤其是PCDDs同系物分布的低氯代化。在从头合成的高温段和低温段,SO₂分别侧重抑制PCDFs和PCDDs。相平衡计算和Gibbs自由能计算表明,SO₂优先与催化剂CuCl₂反应生成无催化活性的CuSO₄,其次与氯源Cl₂反应,最终实现PCDD/Fs的生成抑制。模拟结果对现有硫基抑制机理进行了验证和补充,对高效、廉价抑制剂的开发及工程使用具有重要意义。     

硫酸铵和尿素抑制飞灰合成二(口恶)英

二(口恶)英(PCDD/Fs)排放制约了当前焚烧技术在垃圾处置和资源化利用领域的应用和推广。研究了硫酸铵和尿素在不同温度下对垃圾焚烧飞灰合成PCDD/Fs的抑制能力。实验结果表明:高温下(650℃)硫酸铵和尿素对PCDD/Fs合成具有更高的抑制效率,但高温下飞灰合成PCDD/Fs量远低于低温下(350℃)的生成量;PCDD/Fs的降低量均主要来自于PCDFs的减少,并且低温下TeCDF减少量最大,而高温下减少最多的同系物为OCDF。由于实际烟道中,高温处投入的抑制剂会进入低温段继续产生抑制作用,所以仍需要更多的研究正确评价抑制剂的抑制效果和最优使用温度。     

医疗废物组分及氯含量对PCDD/Fs分布特性的影响

为了研究医疗废物组分、氯含量对PCDD/Fs(polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans)分布特性的影响,对单组分、双组分及不同氯含量的医疗废物进行了热解-焚烧试验。通过对PCDD/Fs的分布特性分析,发现不同氯含量塑料生成PCDD/Fs的能力与氯代水平都有所不同。纤维对PVC焚烧生成PCDD/Fs有促进作用,并使其氯代水平有所提高,且对于不同PVC,这种作用有所不同。随着氯含量的增大,六、七、八氯代呋喃的产量呈增大趋势,二口恶英产量变化与氯含量的关联不是很明显,但当氯含量增大到1.73%时,其产量明显提高。相同氯含量不同PVC氯源的医疗废物其生成的PCDD/Fs特性不同。     

Cu/Zn比对CuO/ZnO/ZrO_2催化CO_2加氢合成甲醇性能的影响

研究了不同Cu/Zn摩尔比对CO2加氢合成甲醇催化性能的影响。采用草酸凝胶共沉淀法制备了一系列不同Cu/Zn摩尔比的Cu O/Zn O/Zr O2催化剂,考察不同温度及Cu/Zn摩尔比对催化性能的影响,并结合X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、程序升温还原(H2-TPR)和程序升温脱附(H2/CO2-TPD)技术对催化剂的结构和性质进行表征。结果表明:适宜的Cu/Zn摩尔比可以提高催化剂的反应性能。在513 K,2.0 MPa,n(H2)/n(CO2)=3/1和GHSV=4 800 h-1反应条件下,当R(Cu/Zn)=4时,Cu O/Zn O/Zr O2催化剂反应性能最好,CO2转化率高达17.8%,甲醇选择性高达67.8%。     

长株潭城市群二噁英污染水平初探

采集长株潭地区土壤/沉积物样品并对样品中二噁英类物质浓度水平和分布形态进行分析研究。结果表明：表层土壤中PCDD/Fs的浓度范围为267～7 509.61 pg/g,均值为2 175.00 pg/g;I-TEQ浓度范围为0.92～10.21 pg/g,均值为4.82 pg/g。PCDD/Fs与我国其他地区相比,处于高浓度水平。表层沉积物PCDD/Fs含量浓度范围为876.17～497 759.30 pg/g,均值为160 765.91pg/g;I-TEQ浓度范围为2.63～1 031.21 pg/g,均值为332.55 pg/g。50%湘江沉积物样品TEQ的浓度大于80 pg/g,说明该地区河流沉积物已经对某些物种构成了威胁。另外分析了土壤/沉积物中PCDD/Fs同类物的分布特征,并分析可能的污染来源。     

剩余污泥中PCDD/Fs与有机金属化合物的分布特征

分析测定了24座污水处理厂的剩余污泥中多氯代二苯并二英/呋喃(PCDD/Fs)、有机锡和有机铅化合物的浓度及其同系物分布特征,并计算了PCDD/Fs的国际毒性当量(I-TEQ)值。结果表明,剩余污泥中的PCDD/Fs总浓度为104.1~1 661.0pg·g~(-1)和2.51~75.21pg·g~(-1)(I-TEQ),I-TEQ值低于我国土地利用限值;三丁基锡、二丁基锡和二氯二苯基锡的浓度分别为247~3 886ng·g~(-1)、126~629ng·g~(-1)和84~2 133ng·g~(-1);有机铅化合物的总浓度为85~668ng·g~(-1),表明有机铅化合物对环境的潜在影响仍然存在。     

合成C_(22)-环脂肪三酸酯的ZnCl_2/凹凸棒石催化剂的制备与表征

以凹凸棒石(ATP)为载体,采用等体积浸渍法制备了负载Zn Cl2的凹凸棒石催化剂(Zn Cl2/ATP),并以脂肪酸甲酯(FAME)与马来酸二丁酯合成C22-环脂肪三酸酯的Diels-Alder反应评价其催化性能。研究了载体酸化浓度、酸化时间、Zn Cl2负载量、焙烧活化温度及制备方法等催化剂制备条件对催化活性的影响;考察了催化剂的重复利用性能。利用BET、XRD、TG-DSC、FT-IR、SEM等手段对催化剂的结构形貌进行了表征。结果表明Zn Cl2/ATP催化剂的适宜制备条件为:ATP载体经1.0 mol?L-1的盐酸酸化4 h,Zn Cl2负载量为1.0 mmol?g-1,焙烧活化温度为350℃。使用此条件下制备的催化剂,原料转化率可达98.9%,C22-环脂肪三酸酯产率可达84.6%。XRD、TG-DSC、FT-IR分析结果表明,负载的Zn Cl2与载体表面的羟基之间发生了化学键合,可能形成了O-Zn-Cl新的Lewis酸活性位,增加了催化剂表面总酸度,从而提高了催化剂的活性。     

微晶纤维素在SnOx/γ-Al_2O_3催化剂上的催化醇解反应研究

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍沉淀法,制备了不同SnOx负载量的SnOx/γ-Al2O3催化剂,采用X射线光电子能谱法(XPS)和吡啶吸附红外(Py-IR)光谱法对催化剂活性中心和表面酸性进行了表征,考察了不同载体和SnOx不同负载量的SnOx/γ-Al2O3催化剂对微晶纤维素催化醇解活性和产物分布的影响规律。结果表明,催化剂活性及产物分布与催化剂的表面酸性及SnOx负载量有关,载体表面较强的B酸中心有利于促进微晶纤维素催化醇解生成乙酰丙酸甲酯,而中等强度L酸中心有利于生成乳酸甲酯。以SnOx/γ-Al2O3为催化剂时,催化剂活性和乳酸甲酯生成量随SnOx负载量增加而增加,当Sn的负载量为6.75wt%时,在240℃反应10 h,微晶纤维素的转化率达82%,乳酸甲酯的收率达到28.1%。     

由氢、氧直接合成过氧化氢研究新进展

介绍了由氢、氧直接合成过氧化氢研究新进展,研究重点是催化剂的组成和制备,其中包括催化金属的组成和载体的选择以及它们的预处理等。研究结果普遍表明,双金属催化物质(Pd-Au或Pd-Pt)的催化性能优于单金属催化物质(Pd);载体对催化剂性能也有显著影响,大多优选活性炭。在一些研究中,进行了对比实验,得出上述结论。实验中主要考察了催化剂生成H2O2的活性和选择性等。此外,还介绍了一些学者对催化金属颗粒在载体表面的形态结构、分布、粒径(纳米级)等对催化剂催化性能影响的研究。     

助剂对顺酐加氢制备γ-丁内酯催化剂页硅酸镍性能的影响

采用蒸氨法制备含Mo、Ce、Zn助剂的页硅酸镍催化剂,考察助剂对催化剂催化顺酐加氢制备γ-丁内酯的影响。结合N₂吸附-脱附、XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD、TEM 、XPS等表征和活性评价对催化剂的织构性质及其催化性能进行研究。结果表明,不同性质的助剂对催化剂结构及其催化性能具有显著影响。助剂Mo的掺杂,提高催化剂中镍物种的还原,增加催化剂表面金属Ni⁰的数目,在金属和酸性位协同催化下,促进催化剂催化顺酐C≡O基加氢的能力,在反应温度160 ℃、氢气压力5 MPa、反应时间180 min条件下,γ-丁内酯产率可达21.3%,是未掺杂催化剂催化活性的1.5倍。助剂Zn和Ce的加入,降低催化剂酸性,进而降低其催化活性。     

Friedel盐对废水中低浓度Cd2+的吸附动力学

以合成的Friedel盐(FS, 3CaO×A12O3×CaCl2×10H2O)为吸附剂,研究了FS去除废水中Cd2+的反应动力学和等温吸附特性. 考察了FS盐用量、温度及Cd2+初始浓度对Cd2+去除的影响. 结果表明,FS用量为0.03 g/L时,在室温下对废水中初始浓度为10 mg/L的Cd2+的去除率大于94.34%,吸附容量可达301.9 mg/g,吸附主要以离子交换吸附为主,最终形成Cd4Al2(OH)12Cl2(H2O)4×xH2O及Cd4Al2(OH)12Cl2×4H2O化合物. 利用一级动力学模型关联了反应动力学数据,得到速率常数k=0.049 min-1,吸附行为较符合Langmuir等温吸附方程.     

类Fenton试剂ZnFe_2O_4的制备及其光催化降解双酚A的性能研究

通过水热法制备了Zn Fe2O4催化剂,使用扫描透射电镜、能量分散谱仪和X射线衍射仪等表征手段分析其微观形貌、化学组成和晶体类型;研究了其对双酚A(BPA)废水的光催化降解性能,考察H2O2投加量、催化剂循环使用次数对催化降解效果的影响。结果表明,所制备的Zn Fe2O4为木屑状、具有微孔结构的立方尖晶石型材料;单一Zn F2O4在紫外光激发下对BPA废水具有光催化降解能力,反应120 min,BPA降解率为81.6%;在添加H2O2后,系统催化性能得到提升,反应90 min,BPA降解率高达98.5%;优化的H2O2投入浓度为1 mmol/L。所制备Zn Fe2O4有稳定的催化能力,可循环利用。     

汞在MnO_x-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂表面的赋存形态分析

为了高效经济地控制燃煤电站汞的排放,探索新型SCR催化剂上汞的催化氧化具有重要的学术价值和广阔的应用前景。Hg0在Mn Ox-Ce O2/γ-Al2O3(Mn Ce15)催化剂上被氧化后会以多种形态存在于催化剂表面,为确定Mn Ce15催化剂上汞的化合物的赋存形态,使用程序升温热分解方法研究了纯汞化合物的分解曲线,并与在不同烟气条件下处理过的Mn Ce15催化剂的分解脱附曲线进行了对比。研究确认了反应中Hg O、Hg Cl2、Hg(NO3)2和Hg SO4的生成,并根据实验结果分析了相应的汞化合物生成的反应路径。结果表明,在模拟烟气条件下Hg Cl2是主要的异相催化反应产物,同时可以在催化剂表面检测到少量Hg O和Hg SO4的生成。这一结论可为研究SCR催化剂上Hg0的催化氧化机理提供基础。     

由二氧化硅直接制备甲基氯硅烷的研究

以二氧化硅(Si O2)和氯甲烷(CH3Cl)为原料,在铜粉催化下,采用直接法合成甲基氯硅烷。研究了催化体系及助催化剂用量、反应温度和压力对CH3Cl转化率及甲基氯硅烷产率的影响。结果表明,较佳合成工艺是:在Si O2用量300 g、CH3Cl流量50 m L/min条件下,催化体系组成是Fe(60 g)+Cu(15 g)+Mg(30 g)+Al Cl3(25 g),反应温度280℃,压力0.3 MPa;在此条件下,CH3Cl的转化率为62%,甲基氯硅烷的产率为60.3 g/h。     

温和条件下高效催化转化CO_2的催化体系ZIF-8/TBAB的研究

研究了在不同反应条件下金属有机骨架材料ZIF-8在助催化剂四丁基溴化铵(TBAB)存在下,催化CO_2和环氧丙烷(PO)生成环状碳酸酯(PC)的反应。研究发现,金属有机骨架ZIF-8和TBAB在催化转化CO_2方面有很好的协同效应。当ZIF-8(基于Zn元素)/TBAB摩尔比为0.58/1.80(mmol/mmol)时,在90℃、0.35 MPa条件下反应48 h,PC的产率达98%以上。并且,通过SEM分析表明,金属有机骨架ZIF-8在催化前后形貌并没有发生改变,说明该催化剂具有良好的稳定性。     

HCl催化氧化制Cl_2的Cu-Ce混合氧化物催化剂研究

分别采用体相模板法和表面模板法制备了铜改性Ce O_2催化剂(Cu O-Ce O_2和Cu O/Ce O_2)。利用XRD、N2吸附-脱附、Raman、H2-TPR对催化剂进行了表征并考察了其催化氧化HCl制Cl2的性能。结果表明:体相模板法更有利于制备铜物种分散度更高的催化剂,提高催化剂表面氧空位的浓度。将催化剂表面氧空位浓度与HCl催化氧化活性关联发现,催化剂氧空位浓度是影响HCl催化氧化活性的重要因素。酸洗前后催化剂催化活性对比表明,高分散的Cu O在较低温度时对催化剂活性贡献不大,而在较高温度时可以有效促进催化剂催化性能。晶相Cu O对HCl的催化氧化活性没有贡献。     

氢氧直接合成过氧化氢用PdO/γ-Al2O3催化剂过渡金属改性研究

采用等体积浸渍法制得过渡金属改性的系列催化剂MOx-PdO/γ-Al2O3 (M=La、Mn、Ni、Ce).在10℃、常压下考察了过渡金属种类及氧化镧负载量对催化剂MOx-PdO/γ-Al2O3催化氢氧直接合成过氧化氢性能的影响.采用能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂进行表征分析.结果表明,经过渡金属改性后的MOx-PdO/γ-Al2O3催化剂活性高于未改性的催化剂PdO/γ-Al2O3;以镧为助剂制得的La2O3-PdO/γ-Al2O3(氧化镧质量分数为1％、氧化钯质量分数为2.5％)催化剂性能优于其他过渡金属改性的催化剂,与PdO/γ-AhO3相比,所得过氧化氢的浓度、收率、选择性分别提高了76.54％、76.61％、44.21％.     

CdS/TiO_2复合光催化剂的制备与光催化性能研究

采用原位水浴法在Ti O2纤维上制备Cd S/Ti O2复合光催化剂材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、漫反射、紫外可见光谱仪(UV-Vis)等技术手段对复合材料进行表征分析,紫外—可见光谱结果表明生成的Cd S/Ti O2复合光催化剂的吸收峰有两个分别对应Cd S和Ti O2的吸收峰。并研究了不同质量比Cd S/Ti O2复合光催化剂材料在紫外光下对目标污染物罗丹明B(Rh B)的光催化降解活性。结果显示Ti O2与Cd S质量比达到3∶1时,此时在紫外光下复合光催化剂在25 min即可将罗丹明B的催化分解达到99%,具有高效的催化性能。有效的电荷转移是Cd S/Ti O2复合光催化剂光催化活性提高的主要原因。