稻壳生物炭/过硫酸盐降解水中四环素的研究

以稻壳为原料,制备了稻壳生物炭,并运用FTIR、XRD等进行表征,详细研究了稻壳生物炭/过硫酸盐体系对水中四环素的去除效果和机制,并对四环素降解过程进行了动力学分析。结果表明,制备的稻壳生物炭对过硫酸盐具有良好的活化性能,能协同过硫酸盐实现四环素的高效去除。稻壳生物炭/过硫酸盐体系对四环素的去除率显著高于单一生物炭、过硫酸盐体系和活性炭/过硫酸盐体系。稻壳生物炭/过硫酸盐体系降解100 mL浓度10 mg/L四环素的最佳工艺条件为:生物炭投加量3 g/L,过硫酸盐投加量12 mmol/L,反应温度60℃,初始溶液pH为5.5,反应时间为120 min。该条件下,四环素的去除率达93.9%。FTIR证实,制备的稻壳生物炭表面富含羟基、羧基等含氧官能团,可活化过硫酸盐产生更多硫酸根自由基。此外,水中共存阴离子对降解过程存在不同程度的抑制作用。动力学分析表明,四环素降解过程符合一级反应动力学模型;自由基猝灭实验证实,反应体系主导自由基为硫酸根自由基。

γ-Al_(2)O_(3)载体的水热合成及其加氢性能

以ρ-Al_(2)O_(3)和NH4HCO3为原料,采用水热法合成出γ-Al_(2)O_(3)的前驱体碳酸铝铵(AACH),考察了原料配比和反应时间对合成产物的影响,利用X射线衍射仪、物理吸附分析仪、化学吸附仪对2种不同前驱体制得的载体进行表征,并对2种载体制得的催化剂进行了加氢脱硫脱氮性能评价。结果表明:在n(HCO_(3)^(-))/n(Al^(3+))为1.5∶1.0,100℃反应14 h下制得具有棒状结构、结晶度较好的AACH;相比由传统拟薄水铝石制得的载体,由AACH制得的载体具有较高比表面积和大孔容,有效孔径(4~10 nm)的孔容占比更高,且利于反应进行的中强酸更多,且所制备催化剂的脱硫脱氮活性更佳。

链状MFI型分子筛的合成与应用

链状MFI型分子筛是由大小均一的晶粒沿b轴方向通过表面羟基缩合而成,在保留传统分子筛独特的三维孔道结构、耐酸性、水热稳定性、高催化活性的同时,具有较高的孔道择形性,在吸附、分离、催化等领域展现出独特的性能。本文系统介绍了链状MFI型分子筛合成及其应用领域的最新研究进展,重点综述了常规水热合成与微波辅助水热合成两种方法,深入分析了链状MFI型分子筛的形成机理,对诱导表面羟基缩合的各种因素进行了详细阐述,总结了其在物理吸附及催化方面的优异性能。最后对链状MFI型分子筛的绿色合成及潜在应用进行了展望,提出硅配位环境的动态变化过程分析对于揭示其合成机理至关重要,将为拓展链状MFI型分子筛的应用奠定重要理论基础。

无有机胺醇水体系低硅铝比ZSM-5沸石的一步合成

研究了无有机胺醇水体系低硅铝比ZSM-5沸石的绿色合成方法。在无有机胺模板剂和不加晶种的醇水体系中,一步合成了形貌均一的小晶粒聚集体低硅铝比ZSM-5沸石,考察了合成体系中各配料的含量以及晶化温度对合成低硅铝比ZSM-5沸石的影响。利用XRD、FTIR、SEM、N_(2)吸附-脱附、^(27)Al MAS NMR和^(29)Si MAS NMR等方法对合成的ZSM-5沸石进行表征。实验结果表明,当n(Si)∶n(Al)=20,n(Na_(2)O)∶n(SiO_(2))=0.071,n(C_(2)H_(5)OH)∶n(SiO_(2))=1.77,晶化温度为160℃时,可合成具有高结晶度的纯相ZSM-5沸石。^(27)Al MAS NMR表征结果显示,合成的ZSM-5沸石主要含有骨架四配位铝,无非骨架铝。合成的ZSM-5沸石的比表面积和微孔孔体积分别为384 m^(2)/g和0.14 cm^(3)/g,总酸量达到789μmol/g,骨架n(Si)∶n(Al)=14.4。

不同载体镍基催化剂对1,4-丁炔二醇加氢性能的影响

采用等体积浸渍法将Ni分别负载在USY、ZSM-5、SBA-15、Al_(2)O_(3)和SiO_(2)5种载体上制备Ni质量分数为17%的负载型镍基催化剂,以1,4-丁炔二醇(BYD)加氢制1,4-丁二醇(BDO)为探针反应考察其催化性能。通过X射线衍射、N_(2)吸附-脱附、H_(2)程序升温还原及NH_(3)程序升温脱附对催化剂进行表征。结果表明,在不同载体的催化剂作用下,BYD的转化率均可达到99%以上,但BDO的选择性却有很大差异;其他条件相同时,Ni/SBA-15催化剂反应5 h时BDO的选择性达到83.1%,1,4-丁烯二醇(BED)的选择性为16.6%,且2-羟基四氢呋喃(HTHF)的选择性很低,这与Ni/SBA-15具有较大的比表面积和平均孔径、较弱的酸性和良好的活性金属组分镍分散性有关。进而筛选出在低温低压条件下BYD一步加氢制备BDO的镍基催化剂Ni/SBA-15。

载体酸洗对SCR脱硝催化剂性能影响研究

为实现废SCR催化剂中高含量TiO_(2)载体的绿色再利用,对碱浸渣体进行酸洗脱钠回收TiO_(2),后采用等体积共浸渍法制备V_(2)O_(5)-WO_(3)/TiO_(2)催化剂。考察了H_(2)SO_(4)洗涤浓度、焙烧温度对再合成SCR催化剂脱硝活性和物化性质的影响。研究表明:H_(2)SO_(4)能够有效脱除浸出渣中残留的碱金属和碱土金属,同时含有的SO_(4)^(2-)离子可发挥改性作用,增加催化剂的Bronsted酸性位点量,提高氧化还原性。与废催化剂相比,优化工艺下制备的SCR催化剂比表面积、氧化还原性及表面酸性位点量得到提升,脱硝活性明显恢复且低温脱硝段接近于商业催化剂水平。

球形氧化铝载体结构优化

将拟薄水铝石与适量硝酸混合,形成溶胶溶液,滴入油-盐柱中固化后形成球形氧化铝凝胶,通过调节老化温度、时间以及增加水蒸气处理过程,成功制备出大可几孔径、高机械强度、酸性适宜的球形氧化铝载体。利用N_(2)吸附-脱附、颗粒机械强度测试、NH3-TPD、XRD等表征方法研究了老化前后以及水蒸气处理过程中,球形氧化铝孔结构、机械强度、表面酸性、晶相结构的变化规律,并确定最佳老化时间在4 h左右,最佳二段水蒸气处理时间在6 h左右。

水热老化pH值对薄水铝石及γ-Al_(2)O_(3)物化性质影响规律

采用XRD、BET、TG-DTA及TEM研究了烷氧基铝水解所得氢氧化铝浆液水热老化过程中pH值及HNO_(3)加入量对所得薄水铝石及γ-Al_(2)O_(3)比表面积、孔结构、微观形貌及热稳定性等物化性质的影响。结果表明:水热老化过程中,氢氧化铝浆液的pH值是影响薄水铝石晶粒生长方式的关键因素。酸性条件下老化时,薄水铝石的晶粒呈变形的六边形状,(010)和(101)面占总面积的比例下降,(100)面比例增加;碱性条件下,所得薄水铝石的晶粒形貌为规整的菱形片状,主要暴露(010)和(101)晶面。进一步研究表明,HNO_(3)加入量对产物的孔结构具有显著影响。具体而言:酸性条件下水热老化时,随着H+/Al3+摩尔比的提高,氢氧化铝的胶溶程度增加,晶粒聚集体被分散,晶粒尺寸降低,所得薄水铝石物理吸附水含量增加,NO-3分解温度降低,相应γ-Al_(2)O_(3)的孔径分布集中性增加,比表面积则呈现先增加后降低的趋势。该研究结果为γ-Al_(2)O_(3)物化性质的灵活调控提供了理论基础。

油-盐柱成型技术制备球形Al_(2)O_(3)载体

以碳化法生产的拟薄水铝石为原料,配制成均匀的酸性溶胶,经油-盐柱成球工艺形成凝胶小球,再经焙烧制得球形Al_(2)O_(3)载体。采用N_(2)吸附-脱附、NH_(3)-TPD、机械强度测试、形貌表征等方法,分别考察了溶胶、盐柱溶液的性质对球形Al_(2)O_(3)载体的影响,并利用水蒸气处理过程对载体孔结构进行了优化。实验结果表明,水蒸气处理后球形Al_(2)O_(3)孔体积、比表面积均明显上升,所得球形Al_(2)O_(3)载体机械强度大于50 N,平均孔径为14.2 nm,孔体积为0.60 cm3/g,总酸量为0.189 mmol/g。

漂浮型光催化材料合成策略及应用研究进展

漂浮型光催化材料是解决水污染问题的有力工具,具有结构稳定、易回收、效率高等优点,在光催化领域有很大的潜力。重点介绍了几种漂浮型光催化材料的制备方法以及优缺点。还讨论了这些材料在降解水体染料、抗生素、生产化学品、光催化固氮和杀菌等方面的应用。最后,对漂浮型光催化材料面临的挑战和研究方向进行了展望。旨在为研究人员提供关于漂浮型光催化材料的理论支持,并促进其在环境治理中的实际应用。

连续法制备拟薄水铝石过程研究

采用连续法制备拟薄水铝石,设计了相应的正交实验来考察制备过程中的多种因素对拟薄水铝石物化性质的影响。采用XRD、SVD等手段分析了所制备样品中三水铝石含量、物相结构、孔结构性质等。结果表明:影响拟薄水铝石中三水铝石含量较大的因素为反应温度和二级pH;影响拟薄水铝石晶粒大小的较大的因素为二级pH和二级质量浓度;影响拟薄水铝石比表面积的较大的因素为一级pH、二级pH和二级质量浓度;影响拟薄水铝石孔体积的较大的因素为二级pH和二级质量浓度;影响拟薄水铝石平均孔径的较大的因素为反应温度、一级pH和二级pH;影响拟薄水铝石最可几孔径的较大的因素为酸质量浓度和反应温度。较为理想的反应条件为:控制酸质量浓度不超过基准+0.7g·mL^(-1),选择了在基准+0.3g·mL^(-1)左右;酸流速在基准+14.0 mL·min^(-1)左右;反应温度在基准+20.0℃以下;成胶一级pH在基准+2.0左右;成胶二级pH在基准+0.5左右;二级质量浓度在基准+8.0 g·mL^(-1)以下;老化时间控制在基准+40.0 min至基准+70.0 min。

黄酒酒糟热解制备生物炭过程特征

为考察黄酒酒糟热解炭化过程的演变规律,首先采用热重分析黄酒酒糟质量损失与温度的关系,然后采用元素分析、Boehm酸度测定和傅立叶变换红外光谱对热解产物进行表征分析。结果表明,黄酒酒糟的热分解主要集中在(250~500)℃,其中(300~370)℃温区的分解最为剧烈。(220~300)℃间黄酒酒糟的炭化以脱水反应为主,(300~370)℃的炭化以脱羧基、脱羰基和脱醚键等脱氧反应为主,(370~500)℃的炭化以脱甲基、脱亚甲基等脱氢反应为主,产物中脂肪烃的含量逐渐降低,逐渐形成稠环芳烃结构。大于500℃时的炭化以缩合脱氢反应为主,此时产物中存在缩合程度较高的芳烃结构。经ZnCl_(2)活化后的黄酒酒糟基生物炭比表面积为1 155 m^(2)·g^(-1),可以作为催化剂载体使用。

改性氧化铝微波诱导氧化处理雅格素蓝BFBR染料废水的研究

采用微波诱导氧化工艺(MIOP)技术,以改性氧化铝为催化剂,对雅格素蓝BF BR染料模拟废水进行氧化处理.优化了处理工艺条件,实验在固液质量比为1∶10(50mL雅格素蓝BF BR水溶液中投加5 0g改性氧化铝)、微波功率为400W的条件下微波辐照处理5min.在此工艺条件下,对水中雅格素蓝BF BR的脱色率可达到98%,COD去除率为87 4%.改性氧化铝在重复使用9次后仍能保持很高的脱色率.进一步研究表明在微波辐射场中废水中的有机污染物在改性氧化铝表面通过吸附 氧化协同作用而被迅速降解.反应动力学研究表明,该氧化过程符合一级反应动力学规律,反应速率常数k=0 995min-1,反应半衰期t1 2=0 697min.实验结果显示,在本实验中改性氧化铝比颗粒活性炭具有更高的催化活性.

活性氧化铝载体的扩孔研究

开发出一种制备催化剂载体的新工艺:由铝盐与氨水中和,并用中等强度酸对所得滤饼进行胶溶,然后加入扩孔剂,再经过油柱成型。所制备的载体为球形γ-Al2O3,比表面积约为150～220m2/g,孔体积不小于1 3ml/g,颗粒压碎强度10～20N,堆密度小于0 32g/ml。由此载体制备的长链烷烃脱氢催化剂的催化活性与国外同类产品非常接近,脱氢转化率略高于国外同类产品,达到20 34%,应用前景很好。

超微NaY分子筛的合成(Ⅰ)──添加轻稀土离子的影响

导向剂的陈化时间和反应胶的晶化温度可以影响 Na Y分子筛的晶化行为 .随导向剂陈化时间的增加 ,Na Y分子筛的晶化速度加快 ,晶粒尺寸减小 ;随晶化温度的升高 ,Na Y分子筛的晶化速度加快 ,但晶粒尺寸增加 .而向合成体系中添加轻稀土离子 (L n3+)对 Na Y分子筛的晶化行为影响更为明显 .与未添加稀土离子时相比较 ,在一定的稀土离子添加量范围内 [n(L n3+) / n(Al3+) <0 .2 ],Na Y分子筛的晶化速度明显加快而晶粒尺寸显著减小 ,同时所合成出的 Na Y分子筛的 n(Si O2 ) / n(Al2 O3)比也有较大的提高 .添加稀土离子使合成体系中形成异晶晶种的 L n(OH) 3微晶 ,从而进一步引发 Na Y分子筛的成核 .

NaAlO_2-CO_2法制备拟薄水铝石过程中的转化机理

探讨了ＮａＡｌＯ２ＣＯ２法制备拟薄水铝石（Ｐｓｅｕｄｏｂｏｅｈｍｉｔｅ（ＰＢ），即αＡｌＯ（ＯＨ），也称一水氧化铝，也有写Ａｌ２Ｏ３·Ｈ２Ｏ）过程中的转化机理，经大量实验证实在ＮａＡｌＯ２ＣＯ２法成胶过程中存在两种生成水合氧化铝的平行反应，即ＮａＡｌＯ２溶液的中和反应和水解反应，中和反应可以制备拟薄水铝石，水解反应则生成三水氧化铝（Ｂａｙｅｒｉｔｅ，即β１Ａｌ（ＯＨ）３或β１Ａｌ２Ｏ３·３Ｈ２Ｏ）．此外，若在成胶过程中终点ｐＨ值控制得较低，则发生复合反应生成丝钠铝石．

不同添加物和制备方式对Al_2O_3热稳定性的影响

通过水 溶液成 胶和丙三 醇络合助 成胶 制备 了不 同结 构的 γ Ａｌ２ Ｏ３ ， 研究 了 Ｌａ ， Ｓｉ ， Ｂａ 以及 Ｌａ ， Ｓｉ 和 Ｌａ ， Ｂａ 双 组分改性 对它们 结构热稳 定的作用 ，讨论了 改性元素 的引入 方式及硅 铝比的影响． 结果表 明，丙三 醇络合助 成胶能 明显提高 Ａｌ２ Ｏ３ 的比 表面 积和 孔径， 并能 显著 改善 Ａｌ２ Ｏ３ 的热稳定 性． 用 水溶液成 胶时， Ｌａ 在成 胶过程中 引入比以 浸渍方 式引入 更能 稳定 Ａｌ２ Ｏ３ 的 结构 ； 但在丙 三醇络合 助成胶 时，以浸 渍方式引 入 Ｌａ 为好． Ｓｉ ， Ｌａ 和 Ｂａ ， Ｌａ 双组分 改性对 Ａｌ２ Ｏ３ 热 稳定性的影响 取决于 它们的引 入方 式： Ａｌ２ Ｏ３ 成胶过 程中 同时添 加 Ｓｉ ， Ｌａ 或 Ｂａ ， Ｌａ 时 ，它们 能相互 协同进一步 稳定 Ａｌ２ Ｏ３ 结构，但 Ｌａ 被 浸渍至 Ｓｉ ， Ｂａ 改性 的 Ａｌ２ Ｏ３ 上 时，稀土 Ｌａ 不 仅不能 改善 Ａｌ２ Ｏ３ 的热稳 定性，而 且将削 弱 Ｓｉ ， Ｂａ 对 Ａｌ２ Ｏ３ 的 稳定化 作用． 增加 Ｓｉ／ Ａｌ 比，有利 于增大 Ａｌ２ Ｏ３ 在１ ０ ００ ℃以下的 热稳定 性，但在１ ２００ ℃ 时，其热稳 定性在 Ｓ?

以大孔容TiO_2和大孔容Al_2O_3为混合载体的加氢脱氮(HDN)催化剂的研究

把一定量的大孔容Al2 O3和TiO2 粉末混合均匀 ,用稀HNO3调匀挤成条状。测其吸水率 ,用等体积浸渍法负载固定含量的活性组分 (NiO和WO3) ,制备出Ni-W TiO2 -Al2 O3型催化剂。利用固定床流动反应器评价催化剂的HDN活性。结果表明 ,选择一定配比的TiO2 和Al2 O3作为混合载体 ,与以单一的Al2 O3为载体所制得的Ni-W催化剂相比 ,其HDN活性要高。而且 ,适当的予硫化条件、较低的焙烧温度有利于提高催化剂的HDN活性。

高温高表面氧化铝新材料的制备化学研究——La、Ba共添加对氧化铝热稳定性的影响

本文用镧、钡共同添加并使用溶胶-凝胶法制得改性氧化铝。详细研究了在保持 La含量为 5.2wt％时， Ba添加量的改变对氧化铝热稳定性的影响。实验结果表明镧、钡元素的共添加能大大增加氧化铝的热稳定性，从而使氧化铝在高温下保持高比表面积。体相中同时添加 5.2wt％ La和 2wt％ Ba以及 5.2wt％ La和 7wt％ Ba能使氧化铝保持较好的热稳定性，样品经 1100℃煅烧 20h后，比表面分别达 100.8m2· g-1和 92.3m2· g-1。通过对添加物与氧化铝保持高温高表面能力的内在联系的探讨，得出 Ba、 La元素的添加提高氧化铝热稳定性的原因主要表现在两方面：一是抑制氧化铝的微孔烧结速度；二是阻止了氧化铝向α相的转变。

铝酸钠溶液碳化制备活化氧化铝

考察了铝酸钠溶液碳化法制备活性氧化铝的实验条件。结果表明不同的加料方式、沉淀时ｐＨ值和温度均对产物的物性结构有极大的影响。合适实验条件下，等ｐＨ值加料、变ｐＨ值加料和交替变ｐＨ值加料三种方式都可获得拟薄水铝石沉淀，在一定范围内可通过调节操作参数来控制拟薄水铝石的其它物化性质，如比表面、堆积密度等。拟薄水铝石再经高温加热脱水后生成所需的活性氧化铝。与通常采用工业氢氧化铝酸溶后用碱再沉淀的制备路线相比，本方法制备工艺简单且成本低。