钛基电催化膜反应器催化氧化环己烷制备环己醇和环己酮

采用浸渍涂覆法制备出Mn Ox/Ti电催化膜.以Mn Ox/Ti电催化膜为阳极,以不锈钢网为阴极,构建电催化膜反应器用于催化氧化环己烷制备环己醇和环己酮;考察Mn Ox/Ti膜材料电化学性能以及膜反应器的不同操作参数对环己烷转化率、环己醇和环己酮选择性的影响.结果表明:Mn Ox/Ti膜材料的电化学性能相对Ti膜明显增强;当反应物浓度为10 mmol/L、停留时间为34.3 min、电流密度为2.9 m A/cm2时,环己烷转化率达到12.5%,环己醇的选择性为38.7%,环己酮的选择性为50.1%.     

TiO2/Ti电催化膜电极的制备及其对盐酸四环素废水的处理

为高效降解盐酸四环素(TCH)废水,以氢氧化钠、乙醇和水为溶剂,以平板微孔钛膜为钛源和基膜,采用水热法制备出原位生长二氧化钛纳米线的钛基电催化膜(TiO₂ NWs/Ti膜)。运用扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等手段,对TiO₂ NWs/Ti膜电极的形貌、晶型和电化学性能等进行表征,并以TiO₂ NWs/Ti膜为阳极构建电催化膜反应器(ECMR)处理盐酸四环素废水。结果表明:原位生长的催化剂锐钛矿TiO₂纳米线直径约为40 nm,均匀生长在Ti膜上;负载TiO₂纳米线可以显著提高Ti膜电极的电化学性能和催化活性,在常温常压下,当盐酸四环素废水质量浓度为50 mg/L、停留时间为10 min、电流密度为0.8 mA/cm2、pH值为7.0、Na2SO4质量浓度为15 g/L、溶液体积为100 mL时,盐酸四环素去除率可达99.5%,TOC去除率可以达到70.5%,明显高于Ti膜构建ECMR(40.2%和12.8%),且经过10次重复使用,催化性能基本保持较高水平。     

铂纳米线阵列电极对肼的电催化性能

以阳极氧化铝为模板,采用直流电沉积法制备了铂纳米线阵列电极。用扫描电子显微镜,X射线衍射等手段对铂纳米线阵列电极的形貌与结构进行了表征,同时应用循环伏安法和计时电流法测试研究了其对肼的电催化氧化性能.结果表明,铂能够在氧化铝模板孔洞中完整地沉积生长,且纳米线直径与氧化铝模板孔径一致,约为50 nm;铂纳米线阵列电极对肼有明显的电催化活性,且其催化活性与肼浓度及扫描速率有关,肼浓度越大,催化活性越高,当肼浓度为50 mmol/L时,电流密度可达48 mA/cm2,约是铂柱电极的3倍;扫描速率越快,电流密度越大,且与峰电流密度的平方根成正比.铂纳米线阵列电极对肼也具有良好的催化稳定性和耐受性.     

环己酮生产过程中苯对环己烷氧化反应的影响

在2L高压反应釜内,研究了环己烷无催化空气氧化生产环己酮过程中,不同浓度苯对氧化反应吸氧速度、产物组成和环己烷转化率、选择性的影响．结果表明,苯对环己烷氧化没有明显的抑制作用,基本不影响氧化吸氧速率和转化率,但对环己烷氧化的选择性有一定影响．在165℃反应55min时,苯含量每增加10％,选择性约下降1％,且随着环己烷中苯含量的增加,产物中过氧化物含量下降,酸略有下降而酯有所增加,环己酮和环己醇的含量则基本不变．     

环己酮生产过程中苯对环己烷氧化反应的影响

在2 L高压反应釜内,研究了环己烷无催化空气氧化生产环己酮过程中,不同浓度苯对氧化反应吸氧速度、产物组成和环己烷转化率、选择性的影响.结果表明,苯对环己烷氧化没有明显的抑制作用,基本不影响氧化吸氧速率和转化率,但对环己烷氧化的选择性有一定影响.在165 ℃反应55 min时,苯含量每增加10%,选择性约下降1%,且随着环己烷中苯含量的增加,产物中过氧化物含量下降,酸略有下降而酯有所增加,环己酮和环己醇的含量则基本不变.     

Ti4O7多孔膜电极降解橙黄Ⅱ的效果与催化机制

为开发高效、低成本的电催化氧化系统,在制备Ti₄O₇多孔膜电极的基础上构建穿流-电催化氧化系统,采用X-射线衍射、压汞法、电子顺磁共振波谱等对Ti₄O₇多孔膜电极进行表征,分析穿流和非穿流模式下橙黄Ⅱ的电催化降解动力学,探究穿流模式下管道压力、电流密度、初始污染物浓度和溶液pH对橙黄Ⅱ电催化降解的影响,验证Ti₄O₇多孔膜电极的循环稳定性和电催化机制。结果表明：Ti₄O₇多孔膜电极具有晶体纯度高、比表面积高（10.18 m²/g）、孔径分布集中（0.1～1.0μm）、析氧电位高（2.2 V vs. SHE）等特点;穿流模式可以增强污染物向电极表面的液相传质,进而加速污染物的电催化降解,穿流模式下橙黄Ⅱ的降解率可达91.03%,电流效率为88.77%;穿流模式下,管道压力、电流密度与橙黄Ⅱ的电催化降解速率呈正相关,不同初始质量浓度的橙黄Ⅱ（10～50 mg/L）在穿流模式下均可以被有效降解,最...     

TiO2/γ-Al2O3与铁屑三维电极光电催化研究

以微孤氧化法制备的钛基TiO2/Ti膜为阳极,以钛片为阴极,TiO2/γ-Al2O3与铁屑粒子组合作粒子电极,以Na2SO4为支持电解质,以亚甲基蓝为处理目标物,结合20W紫外灯和稳压电源组成三维电极光电催化体系,研究三维电极体系对光电催化的影响.实验结果表明:粒子电极5g铁屑和2g三层膜球状TiO2/γ-Al2O3粒子,亚甲基蓝溶液初始浓度为3mg/L,电源电压6V,Na2SO4电解质溶液浓度0.02mol/L,电极间距为4.5cm.三维电极光电催化3h的降解效率比传统二维电极光电催化的降解率提高了25％.     

渣油加氢结焦反应条件的研究

使用高压釜反应器,无催化剂条件下,考察了反应温度(410～440 ℃)、初始氢气压力(3.0～7.0 MPa)及停留时间(20～80 min)对渣油加氢结焦及转化率的影响.当温度、停留时间增加时,渣油转化率与结焦率都增大,而初始氢气压力增加时渣油转化率增大,结焦率变化不大.结果表明,反应温度为430 ℃、初始氢气压力为7.0 MPa和反应时间为20 min是现有渣油加氢工艺的最佳反应条件.     

Au/Al2O3催化剂上环己烷氧化

针对金催化剂制备过程的复杂性和氯离子残留问题,介绍一种负载型金催化剂Au/Al2O3的制备方法和考察该催化剂在环己烷氧化中的催化性能.采用浸渍-氨洗法制备Au/Al2O3催化剂,并应用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对其进行表征.以氧气氧化环己烷制备环己酮和环己醇为研究对象,考察金质量分数、反应温度、压力、时间等因素对催化活性的影响.结果表明,随着金质量分数增加,金颗粒增大,催化剂的活性降低,在150℃、1.5MPa条件下反应3h,Au实际质量分数为0.58%的Au/Al2O3催化剂上环己烷转化率为8.96%,环己酮、环己醇和环己基过氧化氢三者的总选择性为93.52%.此外,循环实验表明Au/Al2O3催化剂具有一定的稳定性.     

Fe-MCM-41分子筛的合成及应用——催化氧化环己烷制环己酮

用十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,水玻璃为硅源,在55℃水热合成过程中加入硝酸铁溶液,在160℃晶化48 h,合成出Fe-MCM-41分子筛。并用粉末X-射线衍射、N2吸附-脱附、红外光谱及差热-热重分析等手段进行了表征。结果表明,合成的分子筛具有良好的晶体结构,铁已经进入分子筛骨架。利用Fe-MCM-41分子筛作为催化剂,以氧气为氧源,考察了温度、时间、压力等因素对环己烷选择性氧化反应的影响。环己烷的转化率随着时间和温度的增加而增加,但压力的增加对其影响不大。在反应6 h,温度为180℃,反应压力为2.5 MPa的条件下,环己烷的转化率为14.0%,环己酮的选择性为9.5%,环己醇的选择性为90.5%。     

Pd-AlCl_3-凹土催化剂催化苯酚选择性加氢制环己酮

以凹凸棒石黏土为载体,采用浸渍还原和回流吸附负载Pd和AlCl3制备Pd-AlCl3-PAL加氢催化剂,并用于苯酚选择性加氢制环己酮。采用XRD、EDX、TEM对催化剂进行了表征,考察AlCl3、Pd含量以及反应时间和温度对苯酚加氢制环己酮的影响。结果表明:AlCl3的引入和Pd含量的增加可增加催化剂的活性,提高产物环己酮选择性。反应温度的提高可能导致溶剂挥发带走苯酚,其苯酚转化率下降。反应时间的延长并没有显著提高苯酚转化率,反而产生环己醇使环己酮选择性下降。适宜的反应条件为Pd含量5%,反应温度50℃,反应时间1.5h,此时催化剂活性最好,苯酚转化率为98.45%,环己酮选择性可达到94.77%。     

Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2阳极电催化降解含环己酮废水的研究

高浓度、组成复杂的工业有机废水难以直接用普通的生物处理法处理，因此，需要探索经济有效的废水处理方法.电化学氧化法是比较有效的处理该类废水的方法.采用Ti/SnO₂-Sb₂O₅/PbO₂电极作为阳极，探索利用阳极电催化氧化法处理含环己酮废水的方法，采用紫外-可见分光光度法对降解反应过程进行监测, 对降解反应机理进行了探讨,对电解反应条件进行了优化.实验结果表明，用Ti/SnO₂-Sb₂O₅/PbO₂电极电催化降解处理含环己酮的有机废水是一种有效的方法，并与生物处理法联用，产生了节约废水处理费用的良好方法.     

无冷却螺旋管式苯胺重氮化反应工艺试验研究

用正交试验方法分析了苯胺农度、进料温度和停留时间等对螺旋管式苯胺重氮化反应工艺的影响,并着重试验了进料温度因素对反应的影响.试验在无强制冷却的室温条件下进行,其中苯胺浓度为0.5～2 mol/L,进料温度为5～50℃、停留时间为2.3～33.1 s.试验结果表明,在苯胺浓度为1 mol/L,进料温度为25℃,停留时间为11 s时反应转化率达92.4%;苯胺浓度、进料温度、停留时间对反应影响程度各不相同,其中进料温度的影响最大,停留时间次之,苯胺浓度高于1.5mol/L后,对反应影响加剧,导致反应异常;从进料温度对反应的影响试验分析可得,反应转化率最高的进料温度在20～30℃之间.     

电化学合成异烟酸

以钛基二氧化铅电极(Ti/PbO2)为阳极,金属Cu或Ni为阴极,在阳离子交换膜为隔膜的H型电解槽中,以硫酸水溶液为介质,电解氧化4-甲基吡啶合成了异烟酸.经过实验确定了最佳合成条件硫酸质量分数为25%,4-甲基吡啶浓度为0.60mol/L,电解电流密度为60mA/cm2,温度60℃.在此条件下,4-甲基吡啶的转化率为64.6%,电流效率67%.同时还研究了电解过程中电极、电流密度、温度、反应时间等对反应物转化率、电流效率、槽压的影响规律.在硫酸介质中异烟酸于-0.72V(vs.SCE)可以产生稳定的电还原峰,由此提出了测定异烟酸的示波极谱法.最后经示波极谱、红外光谱和熔点测试法证明电合成的物质为异烟酸,纯度为97.7%.     

纳米粒子TiO2/Ti膜的制备及其光催化活性

以钛酸四丁酯为原料，利用溶胶－凝胶方法制备了纳米粒子TiO2/Ti膜。TG－DTA、XRD、TEM和SEM的测试表明：纳米粒子经历了无定型向锐钛矿和锐钛矿向金红石相转变两个过程，而焙烧温度为600℃时，TiO2纳米粒子具有与国际商品P－25型TiO2粒子相类似的组成、结构、形貌和粒子尺寸。考虑TiO2粒子性质及与基体Ti片的结合能力，焙烧温度对基体Ti片的影响和纳米粒子TiO2/Ti膜表面形貌等因素，确定600℃是制备纳米粒子TiO2/Ti膜光催化剂的最合适的焙烧温度。另外，以光催化降解苯酚为模型反应，考察了焙烧温度对纳米粒子TiO2/Ti膜催化活性的影响，并初步地探讨了光催化降解苯酚反应的动力学。结果表明，600℃焙烧的TiO2纳米粒子膜具有最高的光催化活性，而光催化降解反应为准一级动力学反应。     

高锰酸钾氧化水中恩诺沙星的动力学研究

为揭示高锰酸钾氧化水中恩诺沙星的动力学规律,通过实验得到高锰酸钾氧化恩诺沙星的反应动力学常数,并考察了高锰酸钾初始浓度、pH、温度等因素对反应动力学常数的影响. 结果表明:高锰酸钾对恩诺沙星的氧化过程符合二级反应动力学模型,且高锰酸钾初始浓度、pH、温度对反应速率常数均有显著影响;随着温度、高锰酸钾浓度增加,反应速率增快;相对于中性条件,高锰酸钾氧化恩诺沙星的反应更容易在酸性和碱性条件下发生．此外,高锰酸钾氧化恩诺沙星的反应表观活化能Ea=53.27 kJ/mol,略低于一般的化学反应,说明该反应在一般水处理条件下较容易发生．     

修饰石墨基二氧化铅电极电催化氧化降解苯胺

选择石墨作为基体,采用电沉积的方法制备出掺杂镧元素修饰的二氧化铅电极.通过对该电极进行XRD和SEM测试,发现电极的表面主要成分为β-PbO2,底层为α-PbO2;镧金属的氧化物嵌入到PbO2晶格当中,使晶形发生显著改变;电极表面致密均匀,空隙率大,利于对目标有机物吸附和发生电催化氧化反应.以该修饰电极为阳极,石墨电极为阴极,对苯胺模拟废水进行电催化氧化处理,分别考察了阴离子种类、电流密度、进水质量浓度、反应初始pH值对苯胺和COD去除率的单因素影响.该修饰二氧化铅电极对苯胺的电化学氧化降解反应基本符合一级反应动力学规律.     

混凝电催化氧化深度处理垃圾渗滤液

为了有效减少垃圾渗滤液对环境造成的危害,采用不同混凝电催化氧化工艺对垃圾渗滤液进行深度处理.利用单因素法分别探究了不同混凝方法、电极类型、电极间距、电流密度等影响因素对垃圾渗滤液的处理效果.采用Ti/Ru-Ir电极对垃圾渗滤液进行Ca(OH)₂+PAM+FeCl₃混凝预处理.结果表明,在电流密度为20 mA/cm2、电极间距为20 mm且反应时间为4 h条件下,COD、氨氮去除率较高.混凝电催化氧化工艺可以有效深度处理垃圾渗滤液.     

Pd/CNTs苯酚气相加氢制环己酮催化剂

通过对纳米碳管进行纯化、表面修饰处理,浸渍PdCl2溶液制得Pd/CNTs催化剂,进行化学组成及XRD表征,测试Pd/CNTs催化剂对苯酚气相加氢制环己酮的催化性能.实验结果表明：Pd负载到CNTs上,负载量为0.97%（质量分数）,负载后的碳纳米管仍然保留碳纳米管的结构.Pd/CNTs催化性能测试结果表明：反应温度为150℃,氢酚摩尔比4∶1,液体进料速率0.42 mL/g.h的条件下催化剂活性较好,此时苯酚转化率43.17%,环己酮选择性达68.36%.     

电化学反应器去除硫化氢废气实验研究

采用电化学反应器对去除硫化氢废气进行了实验研究．反应器由5对网状电极叠加组成,电极材料为RuO2／Ti,两相邻电极板间距为5mm,电解质为一定浓度的氯化钠溶液．硫化氢气体从反应器底部通过鼓泡进入反应器．实验考察了电流密度、气体停留时间等不同因素对硫化氢去除率的影响．研究发现硫化氢通过反应器后能够被有效的降解,当电流密度为0．14A／cm2气体流量为2000mL／min时,硫化氢废气的去除率可达70％左右．反应的最终产物主要为单质硫和硫酸根离子．