光催化技术在纺织领域的研究及应用进展

太阳能光催化技术因环保、低成本的特点备受研究者青睐,将光催化技术应用于纺织领域的研究已取得一定的成果。半导体光催化剂在光辐照下吸收光子能量并激发出具有强氧化还原能力的活性自由基,以此分解有机污染物。综述光催化材料的常用载体以及其在纺织品上的负载方法,归纳其赋予纺织品的特殊功能。研究表明,光催化材料处理纺织印染废水具有很好的应用前景;经过光催化剂整理的织物可获得自清洁、抗菌以及防紫外线的功能,减少纺织品的洗涤次数,有效保护人体皮肤健康;将光催化剂负载于纤维或织物上有效提升其可回收利用性。

高级氧化技术的研究现状及发展展望

为实现“绿水青山”的环保目标,废水治理技术还需要不断地优化改善。高级氧化技术因其高效、快捷、方便等优点,在众多废水处理技术中脱颖而出。本文针对电催化氧化技术、湿式氧化技术、湿式催化电氧化技术、电芬顿氧化技术等多种高级氧化技术在废水处理中的技术原理、发展现状及在应用中的优缺点进行了综述,并对高级氧化技术的未来发展进行了展望。

PbO_(2)电极在电催化氧化领域中的应用

电催化氧化技术在废水处理方面拥有反应条件温和、自动化控制、稳定性好、降解迅速、无二次污染等优势,因而成为最有前景的废水处理技术之一。PbO_(2)电极因其制备简易、析氧电位高、导电性好、耐腐蚀强等特点在电催化领域备受青睐。PbO_(2)电极在制备过程中往往通过掺杂元素等手段来提高电极的电催化活性,以此来达到更高效的降解污染物。总结了近年来PbO_(2)电极的制备,重点讨论元素掺杂研究进展,整理不同元素对PbO_(2)电极的电催化性能改变,并且提出PbO_(2)电极在未来研究过程中的挑战及机遇。

混合酸浸法回收废脱硝催化剂的研究

为提高废脱硝催化剂中钒的浸出率,将草酸和硫酸配制成混合酸,进行了废脱硝催化剂在混合酸下的钒浸出研究,考察了不同温度下混合酸的浓度配比对钒浸出率的影响。结果表明:以0.6 mol/L草酸+3 mol/L硫酸的混合酸作为浸出剂时,废脱硝催化剂中钒的浸出率达81.91%。在优选工艺下得到的浸出渣粉体的主要成分为锐钛矿型TiO_(2),在富集TiO_(2)的同时浸出渣的比表面积提高18.3%,钛钨含量占比为91.8%,可作为制备催化剂的原材料循环使用。

氮化碳纳米管及其复合材料研究进展

介绍了氮化碳纳米管的结构、三种制备方法(模板法、超分子组装法和纳米片/微片卷曲法),结合国内外研究人员在g-C_(3)N_(4)纳米管方向取得的最新研究成果,列出了g-C_(3)N 4纳米管复合材料在光催化制取H_(2)、降解污染物、还原CO_(2)、生成H_(2)O_(2)、传感器等方面的应用。目前与氮化碳纳米管复合的材料局限于单原子或小分子,为增强氮化碳纳米管的应用,研究人员应基于已有的纳米管与聚合物复合的资料,尝试氮化碳纳米管与聚合物复合的研究。对g-C_(3)N_(4)纳米管材料的未来趋势进行了展望。

玫瑰花状MoS_(2)对丁基黄原酸钾的吸附-光催化协同去除性能研究

利用水热法合成玫瑰花状MoS_(2),研究其对丁基黄原酸钾的吸附-光催化协同去除性能。结果表明,成功制备了具有光催化性能与吸附性能的玫瑰花状MoS_(2);在pH=7、MoS_(2)用量为25 mg、吸附时间为30 min条件下,MoS_(2)对丁基黄原酸钾的最大吸附容量达110.93 mg·g^(-1);在300 W氙灯下照射30 min时,MoS_(2)对丁基黄原酸钾的降解效率为81.99%;而通过光催化降解-吸附的协同作用,在40 min时丁基黄原酸钾去除率达99.89%;经过5次循环后,MoS_(2)对丁基黄原酸钾的协同去除率仍大于95%。此研究为MoS_(2)在含黄药废水处理方面开辟一种新方法。

废旧含银催化剂Ag/α-Al_(2)O_(3)的回收利用

采用硝酸将Ag/α-Al_(2)O_(3)旧催化剂中的银制成硝酸银溶液后,再使用铜将银置换出来,置换液浓缩后得到硝酸铜。α-Al_(2)O_(3)载体与氢氧化钠反应制成偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液与碳酸氢铵在pH>9、n(碳酸氢铵)∶n(α-Al_(2)O_(3))>2∶1、滴加速率为110 mL·min^(-1)条件下反应得到碳酸铝铵,碳酸铝铵在300℃高温焙烧制成拟薄水铝石。银直收率>98.5%,纯度>99.95%,硝酸铜直收率>70%,排放的废水中COD<20 mg·kg^(-1)、Cu^(2+)<5 mg·kg^(-1)。拟薄水铝石的比表面积>390 m^(2)·g^(-1),孔容(1.19~1.32)mL·g^(-1)。该方法成本低,操作简单,废水容易处理。

Fe-Mn/(活性炭-钛)低温脱硝催化剂的研究

活性炭(AC)作载体具有表面积大、孔隙发达的优点,但是抗烧失性差,易发生自燃。本研究采用TiO_(2)改性活性炭,充分利用活性炭和TiO_(2)及活性组分的协同作用,提高Fe-Mn/活性炭催化剂的脱硝活性和抗硫性。对钛前驱体、钛加入方式、钛加入量和活性炭预处理的烧结温度进行了考察,得出采用钛酸丁酯为钛前驱体、混合水解法、TiO_(2)/AC=10%(wt.)、活性炭预处理温度为800℃时,制备出的Fe-Mn/(活性炭-钛)催化剂具有最高活性,在180℃时脱硝效率就能达到80%,200℃能达到90%以上,并且有SO_(2)通入6h后,脱硝效率不低于85%。

2-PH装置加氢单元废液回收工艺研究

丁烯氢甲酰化制2-PH(2-丙基庚醇)的生产工艺包含两步饱和加氢精制过程,其中前后两座精馏塔产生大量连续废液排放。本文主要研究了通过增设减压精馏系统对2-PH装置加氢精制单元排放废液进行精馏分离后回用的可行性,以期可以回收废液中的大部分有效组分并增加2-PH产量。结果表明,通过减压精馏可回收废液中90%以上的2-PH,回收液可以加压引回至原装置加氢精制单元进行进一步加氢或者单独加氢,得到合格产品。同时,基于Aspen Plus软件进行了模拟分析,并完成投资费用估算及初步经济性测算,为国内2-PH装置同类型废液处理提供参考。

磁性多相催化材料结构设计与应用研究进展

磁性多相催化剂具有优良的催化性能和独特的磁响应性,在外加磁场的作用下磁性催化剂与产物可方便分离,对工业生产实现催化剂的连续循环利用,降低生产成本具有重要意义。通过合理的结构设计,有望增加磁性催化剂的多功能性,拓展应用领域的多元化。综述了磁性催化剂的结构设计和制备方法,以及在催化各类有机化学反应中的应用,并展望了磁性催化剂在工业生产中应用的前景。

超级微波消解-ICP-AES法测定铑炭催化剂中铑含量

建立一种采用超级微波消解,ICP光谱法测定5%Rh/C催化剂中Rh含量的方法。通过单因素实验和正交优化,对称样量、酸体系、消解温度、消解时间等因素进行考察,确定最佳消解方法:约0.10 g试样在密闭消解罐中,以9 mL硝酸和1 mL过氧化氢为酸体系,240℃消解温度下保持40 min,经赶酸定容后,采用ICP-AES法测定溶液中的贵金属含量。该方法简便、快捷,消解试样完全且结果稳定,相对标准偏差小于1.0%。

聚合物加氢催化剂的研究进展

随着聚合工艺的不断进步,含有不饱和双键的聚合物高分子种类越来越丰富,对其进行加氢改性也随之愈发重要。综述了聚合物加氢催化剂的研究进展,包括齐格勒-纳塔催化剂(Z-N催化剂)、茂金属催化剂、贵金属络合物催化剂以及非均相催化剂,并总结催化剂的催化机理和影响催化剂活性的因素,对其发展方向进行展望。

氢燃料电池用催化剂的制备和性能研究

氢燃料电池是一种能够将化学能直接转化为电能的能量转化装置,具有转化效率高、清洁环保等优点,被认为是21世纪最有前途的新能源技术。催化剂作为氢燃料电池的关键材料,直接影响电池的使用寿命。通过以炭黑为基体、血晶素为前驱体,通过自组装热解两步法制备复合载体,并负载铂制备Pt/Fe-N-C/EC复合催化剂。考察催化剂的电化学性能,并将其制备成膜电极组装单电池测试电池性能。结果表明,制备的铂炭催化剂具有良好的电化学性能,质量比活性可达183.26 mA·mg^(-1),电化学活性面积可达92.79 m^(2)·g^(-1),膜电极组装的单池在DOE加速耐久30000圈实验后,其在0.8 A·cm^(-2)处电压值衰减18 mV,电化学活性面积衰减37.64%,符合DOE标准。

钴-稀土双金属选择性电催化氧还原

电催化氧化还原反应(ORR)有两电子(2e^(-))和四电子(4e^(-))两种反应,通常利用2e^(-)ORR氧化还原反应制备过氧化氢(H_(2)O_(2)),而利用4e^(-)ORR氧化还原反应获得水(H_(2)O),一般而言,4e^(-)ORR反应更容易进行,而2e^(-)ORR反应的产物更有价值。因此探究具有优异2e^(-)ORR选择能力的电催化剂具有重大意义。过渡金属钴(Co)化合物,具有优异的电催化氧还原活性,可催化诱导碳纳米管的生成。以稀土钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、钴(Co)和氮化碳(g-C_(3)N_(4))为前驱体,通过高温固相合成稀土-钴双金属碳纳米管催化剂CoSm-CNTs、CoEu-CNTs和CoGd-CNTs,结果表明,CoGd-CNTs呈现出最佳的氧还原活性,而CoEu-CNTs展现出优异的H_(2)O_(2)选择性。

中温固体氧化物燃料电池复合阴极研究进展

在可再生能源需求日益增长的情况下,燃料电池是一种高效、清洁、可持续的能源转换源。固体氧化物燃料电池(SOFC)工作温度较低,在温度(400~600)℃范围内可以显著增加该技术的应用,并可以促进SOFC中更广泛的材料使用,具有较高的可靠性。综述了固体氧化物燃料电池工作原理包括其工作过程中的热力学和动力学,重点阐述了中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的阴极材料的研究进展。

碳酸乙烯酯与甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯研究

对碳酸乙烯酯(EC)和甲醇酯交换反应进行研究,通过间歇法筛选出甲醇钠作为催化剂时反应效果最佳,在此催化剂基础上进行连续精馏反应,对影响连续精馏反应的温度、空速和催化剂用量等进行了工艺条件优化,得到在釜底温度80℃,EC与甲醇摩尔比为1∶13,催化剂用量0.3%,回流比(L/D)为3∶1,空速1.94 h-1,提馏段上部进料时,塔底EC转化率达98.7%,乙二醇(EG)选择性达99.9%,塔顶碳酸二甲酯(DMC)含量达28.2%,DMC选择性达99.9%,反应效果较好,为工业化应用提供基础。

FCC废催化剂磁分离技术的工业应用

利用电磁分离设备和永磁分离设备,对4种典型的FCC废催化剂进行分离,考察废催化剂中金属含量对磁分离效果的影响,同时对比分析两种类型磁分离设备的使用效果。结果表明,磁分离对满足特定条件的FCC废催化剂中低金属颗粒的回收有明显效果。在工业应用中,应有选择性地采用磁分离设备对FCC废催化剂进行回收。

溶胶-凝胶法制备氟硅烷/TiO_(2)-SiO_(2)复层薄膜及氟硅烷厚度对其耐蚀性的影响

采用适用于大面积制备的感光溶胶-凝胶法在20钢表面制备格点直径为10μm、高约为0.5μm的TiO_(2)-SiO_(2)点阵,并在该点阵上涂敷不同厚度的氟硅烷薄膜,研究氟硅烷厚度对复层薄膜耐蚀性的影响规律。研究发现,在保证氟硅烷成膜质量前提下,膜层越厚,得到的氟硅烷/TiO_(2)-SiO_(2)点阵复层薄膜的超疏水性越明显。奈奎斯特曲线中也显示这样的样品Rct值越大,能有效阻止样品被腐蚀。进一步通过浸泡实验可以得出,随着氟硅烷厚度的增加,样品表面的耐蚀性增强,但当氟硅烷厚度超过一定阈值时,会降低其在点阵上的成膜性,导致成膜质量过差,20钢失去了氟硅烷的保护,样品腐蚀相对严重。该研究为20钢及其类似碳钢的腐蚀与防护提供了一种新的思路和方法,明确了复层防护膜层制备技术以及氟硅烷厚度对复层薄膜耐蚀性的影响规律。这种材料和制备技术有望在热力管道、油气管道领域推广应用。

玻璃炉窑运行时间对陶瓷纤维催化滤管的影响

对不同运行时间的玻璃炉窑陶瓷纤维催化滤管进行脱硝性能、压降与显气孔率、C-环强度、SEM-EDS等检测与分析。结果表明,随运行时间的增加,玻璃炉窑陶瓷纤维催化滤管脱硝效率略有下降,其原因可能是粉尘中的钠、钙、镁等碱金属及碱土金属造成催化剂中毒以及粉尘在表层集聚和板结覆盖了部分催化剂活性位点。随运行时间的增加,压降逐年上升,显气孔率基本保持不变;C-环强度平均值稍有下降,而最小值略有增强。经扫描电镜观察,滤管表面被粉尘附着,表层存在粉尘搭桥和板结现象,而中层和内层仅存在微量粉尘,除尘性能优良。

TCSCR-30烟气脱硝催化剂的工业应用

针对SCR烟气脱硝催化剂现有技术存在的问题,结合中海油天津化工研究设计院有限公司的传统优势,通过对新型高效SCR催化剂进行结构设计,采用相应的制备方法研制出高性能烟气脱硝催化剂TCSCR-30,并在山东某化工企业工业锅炉装置上进行了工业应用。结果表明,烟气脱硝效率≥90%;氨逃逸≤2×10^(-6);出口NOx≤30 mg·m^(-3),均满足设计值要求。