烟气碳捕集与催化加氢耦合技术研究进展

介绍了国内外烟气碳捕集和催化加氢(CCH)耦合技术的研究现状,简述了烟气CCH耦合技术的三个工艺方案及其特点,并重点介绍三个反应体系。烟气CCH耦合技术产物主要为甲烷、甲醇和甲酸等C1小分子化合物。从双功能材料(DFM)的配方、性能和影响因素等角度介绍了烟气CCH耦合制甲烷的研究进展;从“一个单元+两种材料”方案中的吸收剂和催化剂两个角度简述烟气CCH耦合制甲醇的技术可行性,同时列举了成本效益、技术经济及环境评价等各方面的研究;从碱性吸收剂对CO_(2)的吸附和活化以及催化加氢等方面简述烟气CCH耦合制甲酸的研究进展。

中空碳纳米球的制备及VOCs吸附性能

首先,在碱性条件下,不使用表面活性剂,采用St?ber小球法以正硅酸四乙酯(TEOS)和正硅酸四丙酯(TPOS)为硅源,生成初级氧化硅球形颗粒;然后,使酚醛树脂(间苯二酚和甲醛)与球形氧化硅的羟基共缩合形成酚醛树脂-氧化硅复合材料;最后,经高温碳化和酸蚀获得了空心碳纳米球(HCNSs).通过调节TEOS/TPOS的摩尔比获得了一系列具有良好的单分散性且粒径、壁厚可调节的HCNSs,其粒径和壁厚分别在280-430 nm和15-63 nm的范围内.仅以TPOS为硅源时合成的HCNS-0/4具有较大的粒径(426 nm)和壁厚(63 nm)、较高的比表面积(1216 m^(2)/g)和孔容(0.508 cm^(3)/g),并且具有较大的挥发性有机化合物(VOCs)吸附性能,其正己烷、甲苯和油气的静态吸附容量分别为2.02,1.42和0.926 g/g,正己烷和甲苯的动态吸附容量分别为2.01 g/g和1.37 g/g,均远高于商业化活性炭.

“课程思政”导向下以学为中心专业课教学的改革与实践

《大气污染控制工程》课程是高等学校环境工程专业的一门核心课,其教学改革直接关系到环境工程专业学生的理论知识水平、工程技能和综合素质。针对目前课程教学中存在的问题,基于课程思政理念,从课程目标、教学内容、教学方法和考核方式等方面进行改革与实践,实现教学模式从“以教为中心”向“以学为中心”的转变,取得了较好的教学效果。

环境工程专业实践类课程融入思政教育的探讨

实践类课程是环境工程专业课程的重要组成部分,如何将“思政教育”融入环境工程专业实践类课程中具有重要的现实意义。本文通过剖析环境工程实践教学与思政教育的关系,提出了将马克思主义哲学、习近平新时代中国特色社会主义思想、环境伦理以及中国传统哲学等思政教育融入环境工程实践类课程,并给出了典型案例,为高校环境工程实践类“课程思政”提供了参考范式。

Ag-H_2Ti_4O_9复合材料的制备以及可见光下对甲苯降解的研究

采用剥离-重堆积法,制备了Ag掺杂的H_2Ti_4O_9复合材料(Ag-H_2Ti_4O_9)。紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)表明Ag-H_2Ti_4O_9光吸收起始波长由350 nm红移至468 nm。由X射线光电子能谱(XPS)分析,材料中Ag以Ag^+和Ag^0存在。N_2吸附-脱附(BET)显示,掺杂后材料的比表面积由33. 7 m^2/g增加到了56. 0 m^2/g。光致发光(PL)表明Ag-H_2Ti_4O_9的光生载流子的复合得到了有效抑制。在300 W氙气灯下,10 min内Ag-H_2Ti_4O_9对甲苯降解效率达到了90%以上。

K_(2)CO_(3)-CuZn/UiO-66材料制备及其烟气碳捕集与转化研究

采用溶剂热法制备UiO-66母体材料,然后采用浸渍法制备耦合材料,用K、Cu和Zn的盐溶液真空浸渍UiO-66后再还原,构筑K_(2)CO_(3)-CuZn/UiO-66耦合材料,实现活性组分和助剂的高分散负载,用于CO_(2)捕集与催化加氢合成甲醇研究。结果表明:K_(10)Cu_(5)Zn_(20)@UiO-66具有较大的比表面积(464 m^(2)/g)、较大的孔径(1.3 nm)和较大的孔体积(0.44 cm^(3)/g)。在一定反应条件下,浸渍法构筑的K_(2)CO_(3)-CuZn/UiO-66耦合材料,CO_(2)转化率为11.5%,甲醇选择性为74.2%的K_(15)Cu_(5)Zn_(20)@UiO-66,具有最高催化活性。

Pd-Cu/ZrO2催化CO2加氢制甲醇的性能

采用溶胶-凝胶法制备了n(Cu)∶n(Zr)=1∶1、1∶2、1∶4和1∶8的Cu/ZrO2催化剂。实验结果表明,当n(Cu)∶n(Zr)=1∶4时,催化剂表现出较高的CO2转化率(8.0%)和甲醇选择性(59.5%),为了增加CO2的转化率,提高甲醇选择性,在n(Cu)∶n(Zr)=1∶4的催化剂中添加质量分数1%的Pd,采用浸渍法制备了Pd-Cu/ZrO2催化剂。在250℃、2MPa、12000mL/(g·h)和V(H2)∶V(CO2)=3∶1的反应条件下,CO2转化率和CH3OH收率相比Cu/ZrO2催化剂(n(Cu)∶n(Zr)=1∶4)分别提高了40.0%和80.9%。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、N2吸附-脱附(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)和程序升温还原化学吸附仪(H2-TPR)等仪器表征证明Pd的添加提高了催化剂的分散性和比表面积。催化剂中Pd和Cu之间强相互作用,使Cu2p轨道结合能向低处偏移,还原温度的降低,说明Pd-Cu/ZrO2催化剂还原能力增强,使得CO2加氢活性提高。

Zn0.2Zr0.8Ox固溶体催化剂的制备及其催化甲醇合成性能

以Zn(NO3)2·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O为原料,Na2CO3为沉淀剂,采用并流共沉淀法制备了一系列不同Zn/Zr摩尔比的双金属氧化物催化剂,其结构经XRD、BET、Raman光谱、TEM和H2-TPR表征。结果表明:Zn0.2Zr0.8Ox催化剂为固溶体结构,比表面积最大达46.2 m^2·g^-1,还原性能良好。以催化CO2加氢合成甲醇为目标反应,对不同Zn/Zr摩尔比的催化剂进行性能测试,并考察了反应温度和反应时间对Zn0.2Zr0.8Ox催化剂性能的影响。结果表明:反应温度250℃、空速GHSV为12000 mL·g^-1h^-1、反应压力2 MPa和H2/CO2(体积比)=3/1时,Zn0.2Zr0.8Ox固溶体催化剂催化活性最高,二氧化碳转化率达到了3.5%、甲醇选择性高达75.4%,甲醇收率达到2.6%,且催化剂能够稳定运行100 h而不失活。