饮用水脱硝酸盐催化剂的研究进展

催化加氢脱除饮用水中硝酸盐,具有反应条件温和、反应速度快、没有废水产生等特点,是一种非常有潜力的脱硝酸盐的高级水处理技术。该技术的关键是控制催化剂的活性和选择性,近年来国外对脱除饮用水中硝酸盐的催化剂研究十分活跃。作者较全面地综述了国内外各种不同催化剂还原硝酸盐的催化性能、催化机理,并提出了饮用水脱硝酸盐催化剂的发展趋势。     

化学催化还原地下水中硝酸盐的研究进展

与生物反硝化相比,化学催化还原法反应速度快,适于分散给水处理,被认为是最有应用前景的地下水脱硝方法,该方法以氢气,甲酸等为还原剂,利用适当的催化剂将水中的硝酸根还原为氮气,在反应过程中有可能由于氢化作用不完全形成亚硝酸盐,或由于氢化作用过强而形成NH4+等副产物.故有效提高硝酸盐还原速度的同时控制反应发生的方向是该技术的关键;寻求高效、高选择性和稳定性的催化剂,探索环境因素对于催化反应的影响是该领域的研究重点.在综述化学催化还原水中硝酸根研究进展的基础上,重点对关键影响因素:催化剂性质、水质因素、反应条件、传质过程进行了详细阐述,提出催化材料的功能设计,作用机理和实用化及高效组合工艺的建立和优化方面的研究是化学催化还原硝酸根的研究发展方向.     

钯—铜负载活性炭催化还原去除水中硝酸盐研究

通过以活性炭载体浸渍负载钯铜双金属制备的催化剂,利用半连续试验,研究了活性炭载体双金属催化剂对水中硝酸盐的催化还原去除的特点和规律.结果表明,在负载钯/铜原子比为1∶1、金属负载量Pd质量分数为1.2％、Cu质量分数为0.72％时,催化剂具有最佳的活性与选择性;最佳H2流量为100 mL· min-1,此时催化反应进行迅速,选择性较好;溶液pH过高或者过低对催化剂活性和选择性都有不利影响,适宜的溶液pH控制范围为4.5～5.5;对于初始质量浓度为100 mg·L-1的硝酸盐溶液,反应时间为2h时,硝酸盐去除率可达96％以上,氨氮生成率为22％.     

Pd-Cu负载型催化剂催化还原水中硝酸盐的研究进展

综述了Pd-Cu负载型催化剂催化还原水中硝酸盐的研究进展。总结了Pd-Cu负载型催化剂的催化特征及其催化活性。重点介绍了Pd-Cu/陶瓷膜催化剂催化还原水中硝酸盐的活性及其作用机理。提供了一种新的方法用来提高催化还原硝酸盐过程中的催化性能。     

不同活性组分的脱硝催化剂

催化剂是选择性催化还原(SCR)技术的核心,其催化性能直接影响脱硝效率。文章简要介绍了SCR反应的机理,分析了不同活性组分(钒、锰、铜等)的脱销催化剂的性能特点,概述了国内外的研究进展,提出了未来的发展方向。     

双金属催化剂对含有硝酸盐的水进行处理

本发明属于催化剂领域，特别是双金属催化剂，用于天然水的净化，通过催化的方法除去水中存在的硝酸盐和亚硝酸盐。     

掺杂多孔碳材料催化硝基苯还原反应的研究进展

苯胺是重要的化工原料和合成中间体,通过硝基苯的催化还原反应可以方便地制备苯胺类化合物。多孔碳材料因其高比表面积、发达的孔隙结构和容易回收等特点在催化领域越来越受到重视,然而其应用受到自身活性位点缺乏和化学惰性的限制。杂原子掺杂可以增强碳材料的表面极性,调节电子结构,改善其催化性能,可作为硝基苯催化还原反应的有效催化剂。本文对近年来掺杂多孔碳材料在硝基苯催化还原反应中的研究进展进行了总结。本文概述了氮掺杂型多孔碳材料、共掺杂型多孔碳材料、负载贵金属的掺杂多孔碳材料和负载廉价金属的掺杂多孔碳材料这4种主要的掺杂多孔碳材料的制备方法,并详细介绍了不同掺杂多孔碳材料在催化硝基苯催化还原反应时的催化性能、可能的催化活性位点以及催化机理。最后,指出目前掺杂多孔碳材料催化硝基苯还原还需要解决反应选择性、催化剂催化活性和生产成本等问题,以生物质为前体,开发共掺杂型和二元双金属负载的掺杂多孔碳材料是未来的重要发展方向之一。     

化学催化还原地下水中硝酸盐的研究进展

化学催化还原相比较反硝化来说,拥有更快的反应速度,适合应用在处理分散给水中,是最具前景和最适合进行地下水硝酸盐脱硝的技术,这种技术的关键就是在控制反应方向的时候还能提高反应速度。本文主要分析了化学催化还原地下水中硝酸盐的反应情况以及机制。     

负载型膜催化剂催化还原水中硝酸盐的研究

以α-Al2O3陶瓷膜为载体,PdCl2、CuCl2为前驱体,通过循环浸渍的方式制备Pd-Cu/α-Al2O3陶瓷膜催化剂。借助BET、XRD、EDX等技术对催化剂进行表征。以H2为还原剂,对催化还原水中硝酸盐进行了研究。结果表明,1wt%Pd-0.5wt%Cu/α-Al2O3陶瓷膜催化剂可有效地脱除水中的硝酸盐,氮的总脱除效率达到了93.6%。在相同条件下,考察了不同浸渍方法制备的膜催化剂的催化性能。实验结果表明,采用循环浸渍法所制备的膜催化剂,催化性能最佳。     

基于机器学习的二氧化碳电化学还原制备甲酸盐研究

系统研究了不同双金属中心催化剂催化二氧化碳电化学还原制备甲酸盐。借助机器学习,确定了反应中心金属原子序数、电负性和电离能等特征对双金属中心催化剂表面二氧化碳还原具有主要的影响。基于这些特征,通过高通量机器学习快速预测了105种双金属中心催化剂二氧化碳电还原制甲酸盐及其主要竞争反应的Gibbs自由能变,筛选出29种双金属中心催化剂更倾向于二氧化碳还原得到甲酸盐,是潜在的转化二氧化碳为甲酸盐的高性能催化材料。运用类似的方法预测了105种双金属中心催化剂表面二氧化碳还原中间体的结构,发现中间体吸附能与其吸附构型具有显著的相关关系。     

沸石氮肥在水中和土壤中的释放动力学

通过沸石与硝酸铵熔融盐反应制得沸石氮肥,研究在水冲洗和土壤模拟耕层下铵态氮和硝态氮的释放情况。结果表明,在水冲洗条件下硝酸根和铵根的释放质量浓度呈一阶指数方程降低;在土壤模拟耕层下,硝酸根氮和铵根氮释放分别满足控释肥料养分释放模型,即SUG IHARA模型和SUG IHARA改进模型,表现出一定的控释特征。     

浅析水体中硝酸盐氮处理的现状及存在的问题

在自然和人为因素影响下,水体中硝酸盐氮污染正日益加剧。人体中摄入过量的硝酸盐氮对健康有严重危害,因此水体中硝酸盐氮污染已成为全球性的环境问题。本文综述了水体中硝酸盐氮去除方法的研究现状,并讨论了新型硝酸盐氮去除方法的应用前景和发展趋势。     

海绵铁还原微污染源水中硝酸盐氮的影响因素研究

饮用水源的硝酸盐氮污染是目前急需解决的重要环境问题。以人工配水为研究对象,通过静态试验研究了各因素对海绵铁去除水中NO_3~--N效果的影响。结果表明:酸洗预处理可有效提高海绵铁对NO_3~--N的去除;pH越低,NO_3~--N去除率越高;原水中NO_3~--N初始浓度越高,被还原NO_3~--N的量越多。产物分析表明:海绵铁还原NO_3~--N是产碱耗酸的反应,主要产物是氨氮,占NO_3~--N还原量的68%~83%。     

改良离子选择电极法测定水样中硝酸盐氮

建立一种快速、简便的改良离子选择电极法用于水样中硝酸盐氮的测定。利用带有统计功能的计算器对离子选择电极法测定数据进行处理,可以直接得到水样中硝酸盐氮浓度,不需要建立标准曲线。方法的线性范围为0.15~50 mg/L,相关系数r=0.999 5,检出限0.045 mg/L,相对标准偏差分别为0.084%和0.114%,平均回收率102%。用于实际水样中痕量硝酸盐氮的测定,与国标法麝香草酚分光光度法比较,结果满意。     

曝气生物滤池处理含硝态氮废水的研究

将优选后的好氧反硝化菌用于曝气生物滤池处理含硝态氮工业废水,研究了曝气生物滤池挂膜与启动阶段的脱氮效率,并对运行参数进行优化。结果表明,系统启动16 d后,达到稳定阶段,脱氮效率达到92.3%以上,且基本无NO2--N积累,此时可认为挂膜成功;当pH为7、水力负荷低于0.671 m3.m-2.h-1、NO3--N负荷低于1.93 kg.m-3.d-1、气水体积比为8:1时,系统获得最好的脱氮效果,NO3--N的去除率最高达到96.1%,且出水中基本无NO2--N积累。     

Nitrogen application and underground water contamination in some agricultural soils of South Western Nigeria

The effect of nitrogen fertilizer application on nitrate leaching and contamination of underground and surface waters in a continuously cropped lowland area of South Western Nigeria has indicated a high potential for nitrate leaching.It was estimated that with 100 kg N ha^–1 applied, as much as 29.5 kg N ha^–1 could be lost through leaching below the root zone of a maize crop, Over a 3 year period the applied nitrogen contributed to nitrate pollution of underground water significantly in excess of the maximum level accepted for potable water. This was particularly high in valley bottoms where the nitrate nitrogen content ranged from 12.8 to 24.6 mg L^–1. Contribution to adjacent stream was, however, not significant.     

Simulating water and nitrogen behaviour in soils cropped with winter wheat

The SWATNIT model [26], predicting water and nitrogen transport in cropped soils, was evaluated on experimental data of winter wheat for different N treatments. The experiments were monitored at three different locations on different soil types in the Netherlands. Crop growth was simulated using the SUCROS model [11] which was integrated in the SWATNIT model. Both water and nitrogen stress were incorporated. Except for the soil hydraulic properties, all model parameters were taken from literature. The model performance was evaluated on its capability to predict soil moisture profiles, nitrate and ammonia profiles, the time course of simulated total dry matter production and LAI; and crop N-uptake. Results for the simulations of the soil moisture profile indicate that the soil hydraulic properties did not reflect the actual physical behaviour of the soil with respect to soil moisture. Good agreement is found between the measured and simulated nitrate and ammonia profiles. The simulation of the nitrate content of the top layer at Bouwing was improved by increasing the NH ₄ ⁺ -N-distribution coefficient thereby improving the simulation of the NH ₄ ⁺ -N-content in this layer. Deviations between simulated and measured nitrate concentrations also occurred in the bottom layers (60–100 cm) of the soil profile. The phreatic ground water might influence the nitrate concentrations in the bottom layers. Concerning crop growth modelling, improvements are needed with respect to the partitioning of total dry matter production over the different plant organs in function of the stress, the calculation of the nitrogen stress and the total nitrogen uptake of the crop through a better estimate of the N-demand of the different plant organs.     

夏季投肥对混养鱼塘水质影响研究

为明确夏季投加氮肥、磷肥对鱼塘水质的影响,对投肥前后鱼塘水质进行监测,并选取pH值、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、铵态氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮、有效磷8项因子,研究投肥前后鱼塘上层、下层水质变化。结果表明:鱼塘投入氮肥、磷肥后湖水的pH值、溶解氧含量、COD、总氮含量、亚硝酸盐含量均显著增加(P0.05)。投肥后第1天下层湖水铵态氮含量显著增加(P0.05),水体的硝态氮含量略有下降,但不显著(P0.05)。投肥后第3天湖水铵态氮含量显著降低(P0.05),硝态氮含量显著升高(P0.05)。与投肥前相比,鱼塘投肥后上、下两层湖水有效磷含量均有所下降,但不显著(P0.05)。     

有机碳源添加对脱氮副球菌脱氮效果的影响

以脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)为菌种来源,可生物降解聚合物PCL为有机碳源和生物膜载体,对养殖水体的硝酸盐氮进行脱除实验。结果表明,以特定反硝化菌株接入反硝化装置,可以有效去除硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。经过15 d的驯化,60 d的反硝化实验,硝酸盐氮的去除率达到79%,且无亚硝态氮的明显累积;扫描电镜结果表明,固相碳源表面形成的凹陷可为脱氮副球菌提供碳源及载体,具有较好的生物利用性。以PCL为碳源,可以提高养殖水体中的C/N,且操作简单,在经济上具备一定的可行性。     

Formation of Nitrates in Aqueous Solutions Treated with Pulsed Corona Discharge: The Impact of Organic Pollutants

Pulsed corona discharge (PCD) in oxygen-nitrogen mixtures results in formation of nitrogen oxides, transformed to aqueous nitrates in contact with water. The experimental research into the impact of formate and oxalate to nitrate formation in aqueous solutions treated with PCD was undertaken. The impact of paracetamol, ibuprofen, indomethacin and their oxidation products to nitrate formation was also analyzed. Pharmaceuticals obstructed nitrate formation, while carboxylic anions and pharmaceuticals’ oxidation products noticeably improved nitrate formation in treated solutions as compared to water. The nitrate formation enhancement is explained by the aqueous ozone decomposition and hydroxyl radical formation known to be improved by carboxylic anions.