含钛高炉渣催化剂的光催化活性

以攀钢含钛高炉废渣为原料,在不同温度下煅烧合成了钙钛矿型硫酸掺杂的含钛高炉渣催化剂(sulfuric acid-modified titanium-bearing blast furnace slag,STBBFS),研究了混晶结构和硫掺杂对含钛高炉渣光催化活性的影响,结果表明,含钛高炉渣催化剂具有钙钛矿/锐钛矿混晶结构,粉体的颗粒形状不规则,煅烧后粒径变大;在紫外区域具有很强的光吸收能力,STBBFS催化剂的光催化活性由Cr(Ⅵ)的还原率评价.煅烧温度为400℃时,STBBFS催化剂的表面存在含量较高的SO2-4和较高的CaTiO3/TiO2晶相比,具有较高的光催化活性,用500 W中压汞灯照射10 h,可将浓度为20 mg·L-1的六价铬废水完全降解.     

尿素量对CeO2粒子结构、形貌和光催化活性的影响

以尿素为沉淀剂,采用微波回流法制备了CeO₂粒子。利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),孔隙比表面积(BET)以及荧光光谱(PL)等对样品的物理化学性能进行了表征。研究了不同尿素添加量对样品结构、形貌的影响,并通过降解苯酚溶液考察了所制备的CeO₂粒子的光催化活性。结果表明,所制备的二氧化铈粒子形貌为规则的菱形,随尿素添加量的增加,CeO₂粒子的尺寸先增大后减小且逐渐变得均匀。当硝酸铈与尿素物质的量比为1:7时,所得CeO₂-4样品的PL光谱强度最低,比表面积最大。在紫外光照射下,CeO₂-4样品的光催化性能最好,这可以归结为其具有较高的比表面积以及有效的电子-空穴对的分离效率。因此,合适的尿素添加量有利于光催化活性的提高。     

铁尾矿硫酸焙烧法提取铁制备α-Fe2O3光催化剂

铁尾矿中富含铁、硅等有价元素,可作为制备功能性材料的原料。为考察硫酸焙烧法提取铁制备α-Fe2O3光催化剂的可能性,研究了焙烧过程中酸矿比、焙烧温度、焙烧时间对铁提取率的影响,得到适宜的焙烧条件为：酸矿比2∶1、焙烧温度280 ℃、焙烧时间2 h,此时铁的提取率为89.80%。焙烧熟料经浸出、过滤制得含铁的硫酸盐溶液,采用中和沉淀法制备含铁的前驱体,再经400 ℃煅烧2 h制得粒径为40~50 nm、分散性较好的α-Fe2O3光催化剂。α-Fe2O3光催化降解甲基橙时,暗反应20 min吸附率为56%,光催化120 min时的降解率可达99%,表明α-Fe2O3具有良好的光催化性能。该研究结果实现了铁尾矿中铁的综合利用,促进光催化剂的实用化。     

紫外-可见光催化活性的硫酸铵改性含钛高炉渣光催化剂的制备(英文)

以含钛高炉渣和硫酸铵为原料,利用高能球磨法制备硫酸盐掺杂的含钛高炉渣(STBBFS)光催化剂。利用X射线光电子能谱(XPS)、X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、热重(TGA)分析以及暗态吸附 Cr(VI)废水、光催化还原 Cr(VI)废水实验对 STBBFS 催化剂的物相、表面结构、光吸收能力、吸附容量以及光催化活性进行表征。结果表明:Cr(VI)在 STBBFS 催化剂表面上的吸附遵循 Langmuir 吸附等温线模型;掺杂硫酸盐后,STBBFS 催化剂的吸附容量增大为 8.25 mg/g;在 300 °C煅烧后,STBBFS 催化剂由于存在较高的钙钛矿含量、吸附容量及表面酸性,从而具有较高的光催化活性。     

硫酸掺杂对钙钛矿型高炉渣光催化性能的影响

采用高能球磨法,添加不同比例硫酸,在400℃煅烧2h合成了具有钙铁矿型的硫酸掺杂的含钛高炉渣催化荆(sulfuric acid-modified titanium-bearingblast furnace slag,STBBFS).用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)和热重(TG)分析对STBBFS催化剂进行了表征,确定其具有钙铁矿结构;粉体的颗粒形态均为不规则块状,400℃煅烧后出现了团聚现象;在紫外区域具有很强的光吸收能力.由Cr(Ⅵ)还原率来评价STBBFS催化剂的光催化活性,结果表明,硫酸掺杂量为2.5%时,ST-BBFS催化剂具有较高的光催化活性,500W中压汞灯照射6h,可将浓度为20mg/L的Cr(Ⅵ)废水完全降解.     

Cr（Ⅵ）-柠檬酸-硝酸铁复合体系中光催化还原Cr（Ⅵ）

利用高能球磨法制备了钙钛矿型硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化剂,考察了初始pH值对Cr(Ⅵ)-柠檬酸-硝酸铁(Cr(Ⅵ)-CA-FN)复合体系中Cr(Ⅵ)吸附效率和光催化还原效率的影响,并探讨了Cr(Ⅵ)-CA-FN复合体系中Cr(Ⅵ)可能的光催化还原机理.结果表明:在Cr(Ⅵ)-CA-FN复合体系中,酸性条件下有利于Cr(Ⅵ)的光催化还原,最佳pH值为2.5;柠檬酸和Fe(Ⅲ)降低了吸附对Cr(Ⅵ)还原率的影响,有效地抑制电子-空穴对的复合,促进光生电子还原Cr(Ⅵ)离子;六价铬浓度的降低一部分是光催化还原所致,另一部分是由于催化剂本身含有的二价锰离子还原所致.     

MBBR在污水回用工程中的应用

将炼油厂水净化车间达标排放污水用移动床生物膜反应器(MBBR)进行深度处理,以求达到炼油生产装置的循环冷却水系统补充水水质标准.结果表明,在相同处理水量及水质负荷下,比较MBBR生物处理与传统活性污泥法及接触氧化的设计参数,发现使用MBBR生物处理可减少许多用地.处理后的废水能够达到回用水的指标,这样可以为企业带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益.     

粉煤灰衍生介孔硅钙材料吸附去除Co(Ⅱ)及放射性过渡金属离子性能研究

针对含低水平放射性过渡金属离子废水的处理需求,本工作以Co(Ⅱ)为代表,研究了粉煤灰衍生介孔硅钙材料对Co(Ⅱ)的吸附去除性能。研究结果表明,高铝粉煤灰“预脱硅-碱石灰烧结提铝”工艺在预脱硅阶段产生的硅钙材料副产品,以水化硅酸钙（C-S-H(Ⅰ)）（钙硅原子摩尔比n(Ca)/n(Si)=0.98～1.00）为主要矿相,属于具有高比表面积（733 m²/g）且孔隙发达的介孔材料,同时,其具有良好的酸碱缓冲性能（pH=2～10）以及一定的阳离子交换性能（Ca²⁺/H⁺）。介孔硅钙材料在35～60℃对Co(Ⅱ)吸附容量最高可达209~296 mg/g,整个过程符合Langmuir单分子层化学吸附,为吸热反应,吸附可在3 h内快速达到平衡,吸附机理主要为离子交换（占84.5%）。而对实际核电站大修废水的吸附试验结果表明,对其中的放射性Co(Ⅱ)去除率大于98.6%,并且其他放射性过渡金属离子也得到去除。在当前放射性核素的水泥固化处置中,介孔硅钙材料不仅与水泥有较高的相容性从而实现放射性核素的高效稳定化,同时还可替代部分水泥从而实现固化产物的减量化,具有较好的环境和经济效益,因此,该介孔硅钙材料在放射性废水核素去除方面具有较大的资源化应用潜力。     

氮掺杂钛精矿的制备及其可见光催化活性

以硝酸作为氮源,钛精矿为原料,采用超声波复合高能球磨法,在不同煅烧温度下合成了硝酸掺杂的钛精矿催化剂(nitric acid-modified titanium ore,NATO)。用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、差热-热重(TG-DTA)和光致发光谱(PL)分析对NATO催化剂的结构和性能进行分析和表征,确定其由钛磁铁矿、钛铁矿、TiO2、钛铁氧化物等多种物相组成;在紫外-可见光区域都具有很强的光吸收能力。不同煅烧温度下,NATO催化剂的光催化活性由甲基橙的脱色率来评价,结果表明,煅烧温度为400℃时,NATO催化剂由于表面存在较高的硝酸盐含量和较高的可见光吸收能力及合适的晶相比,而具有较高的光催化活性,500W金卤灯照射1h,可将浓度为10mg/L的甲基橙废水完全降解。     

钢渣/粉煤灰掺杂比例对水泥力学性能的影响

以钢渣和粉煤灰为主要原料,辅以废玻璃、石灰石、石膏,通过高温烧结附加水淬法制备水泥熟料.系统地研究了原料的矿物学特征,确定了水泥的配方组成与煅烧温度,并研究了煅烧温度、保温时间、钢渣掺杂比例、粉煤灰掺杂比例、钢渣/粉煤灰复合掺杂比例对水泥结构及物化性能的影响.通过XRF、XRD对其成分和矿物组成进行分析,测定抗压强度、抗折强度对其力学性能进行评价.结果表明:经XRD分析可知,水泥熟料主要由硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A等组成;随着钢渣掺杂比例增加,水泥的抗压强度和抗折强度都是先增大后减小,钢渣掺杂量(质量分数)为15%时水泥试件的抗压强度最优,达到64.25 MPa;掺杂量为12.5%时抗折强度达到最优,为7.17 MPa;随着粉煤灰掺杂比例增加,水泥的抗压强度和抗折强度也是先增大后减小,掺杂量为6%时水泥试件的抗压、抗折强度达到最优,分别为58.91 MPa和6.46 MPa;以转炉钢渣/粉煤灰的混合物为掺合料制成水泥试样,当钢渣掺量为10%、粉煤灰掺量为3%时,水泥试样的抗压强度、抗折强度最强,7d养护后分别达到36.62 MPa和5.98 MPa,符合国家要求的相关标准.