N-Co/C@CF阴极材料制备及在电芬顿脱色中的应用

文章采用混合热解法合成了金属有机骨架(MOFs)衍生的N掺杂多孔碳阴极材料N-Co/C,利用SEM、FT-IR、XPS等表征技术及电化学表征手段探究了碳材料的几何形貌、物化性质及电化学性能,构建了N-Co/C@CF为阴极的电芬顿体系,用以降解活性红195染料废水。根据实验结果,N掺杂碳材料为无定形结构,比表面积大,且材料中产生了有利于两电子氧还原反应的石墨型氮和吡啶型氮。N掺杂后,N-Co/C@CF电极材料导电性能、对氧气的吸附能力及还原能力均明显提高,以600℃下煅烧所得N-Co/C-600@CF电极材料性能最佳。采用N-Co/C-600@CF为阴极降解活性红195,在电压3 V、Fe^(2+)浓度20 mg/L,pH=3及O_(2)流量为60 mL/min下,90 min染料脱色率达到99.66%,COD去除率可达72.87%。电极循环使用6次,脱色率仍可达到93.54%,表明电极具有良好的稳定性。

碳毡电极用于电芬顿脱色性能及机理研究

为了探究CF电极在电芬顿脱色中的应用性能及机理,通过对阴极材料的对比,建立了以碳毡为阴极的电芬顿降解体系,探讨了不同操作参数如废液pH、O_(2)流量、电压、Fe^(2+)浓度等因素对活性红195染料废水的脱色率、COD去除率的影响。根据实验结果,采用碳毡做阴极,Fe^(2+)浓度为20 mg/L,pH为3、O_(2)流量60 mL/min、电压3 V条件下,反应3 h染料几乎完全脱色,COD去除率可达73.31%;利用猝灭实验初步探讨了染料降解的主要机制,•OH的生成及其强氧化作用是染料降解的主要因素;利用UV-Vis及GC-MS对染料降解机理进行了分析,发现反应前30 min降解速度最快;电极稳定性实验及扫描电子显微镜(SEM)形貌分析证明了碳毡阴极具有良好的电化学稳定性。

微细固体颗粒对CO2吸收速率的影响

利用恒温反应器研究了颗粒性质对CO_2在浆液中吸收的影响。实验选用三种溶剂:水、环己烷和大豆油,在其中分别加入不同性质的固体颗粒:活性炭、活性氧化铝和硅胶作为研究体系。结果发现,水溶液中只有活性炭表现出了明显的吸收强化效果;而在环己烷溶液中则相反,活性炭失去了强化作用,Al2O3和硅胶却对吸收起到了促进效果。由此说明能够具有吸收强化效果的颗粒需要具有两方面的性质:憎溶剂性及对溶质较高的吸附容量。同时,根据实验结果,增强因子随颗粒浓度的增加会渐进地趋于一个恒定值;搅拌速度提高强化因子会随之降低。表明强化因子与颗粒在气液界面的覆盖率有关,搅拌速度提高界面覆盖率下降。

膜参数对乳化过程的影响

膜乳化法是近年来提出的一种新的乳化方法,可以制备出单分散性非常好的乳液,在各领域都有广泛的应用。但生产率低是制约该方法工业化的一个主要因素。对影响乳液形成的膜参数进行了讨论,并对膜的优化设计进行了探讨。

虚拟现实设计与仿真平台在化工原理课程设计教改中的研究

针对本科院校在培养学生工程实践能力中所遇到的问题,我校拟探求一种将化工原理课程教学、实验教学、课程设计与仿真平台进行有效融合的一体化模式。利用仿真DCS人机界面,开发化工原理(精馏塔工艺)设计平台软件,使设计成品利用仿真平台进行实际模拟测试,从投资、运行成本、操作可行性等方面进行反复验证,这一过程将会极大地促进学生的工程实践能力及创新能力的培养。

化工原理流体力学自主设计性实验的教学实践

流体力学综合实验是化工原理课程教学中一个非常重要的实验,其中涉及到离心泵特性、管路特性、流体流动阻力测定等内容,为了提高学生独立操作、独立思考的能力并培养其工程观念,我校将其扩展为自主设计性实验,由学生自己设计、组装实验装置,在此过程中,学生们认识了大量在课堂上见不到的管道、三通、弯头、阀门等工程管件;在优化工艺、独立处理实验中的问题、解决事故的过程中,学生们与实际工程问题零距离接触,大大提高了他们处理工程问题的能力,收到了很好的成效,将其作为基础资料,对今后的实验教学改革提供依据。

浆料反应器中吸附剂粒子对CO_2气体的吸收强化

研究了吸附剂粒子对气体吸收的增强作用。在一个带有搅拌的间歇反应釜中,分别测定了CO2在活性炭/水、S iO2/水浆液以及在活性炭/环己烷、S iO2/环己烷浆液中的吸收速率和增强因子。实验温度为298.15 K,初始压力为0.1 MPa,浆液中粒子的固含率为0—2 kg/m3,搅拌速度为1 s-1和4 s-1。结果表明,活性炭/水、S iO2/环己烷体系对CO2的吸收具有明显的增强作用,而S iO2/水、活性炭/环己烷体系则没有发现增强作用。因此,只有具有界面亲合能力且对溶质有吸附作用的颗粒才能对气体吸收产生显著的强化作用。将界面划为粒子覆盖和未覆盖区,提出了一个预测增强因子的一维双区模型,并进行了求解,模型预测值与实验结果吻合良好。

不同性质有机分散相对CO_2吸收过程的影响

分别以环己烷、甲苯、正庚烷和正丁醇4种不同性质的有机溶剂作分散相,采用恒温槽反应器测定了CO2在水中的吸收速率.结果表明,吸收速率与界面性质有关,未加表面活性剂时,甲苯、环己烷、正庚烷乳液中的传质速率与其在气液界面上的铺展状况相对应,甲苯>正庚烷>环己烷,铺展所产生的油膜造成了附加阻力,使低体积分率时CO2吸收速率反比纯水中低,最小时甲苯、环己烷、正庚烷所对应的体积分率分别为0.02,0.08和0.04.表面活性剂的加入促使乳液更趋稳定,但由于表面活性剂在气液界面及油水界面的吸附,传质阻力显著增加,吸收速率较无表面活性剂时更低,对此现象进行了理论分析.与甲苯、环己烷等不同,正丁醇/水为部分互溶体系,在实验浓度范围内,吸收速率呈现先上升后逐渐下降的趋势,乳液与纯水中吸收速率比J/J0最高点与正丁醇在水中的溶解度相对应。

糠醛气相常压加氢制糠醇

利用固定床连续反应装置,研究了铜系催化剂对糠醛加氢制糠醇的催化性能。通过对众多的催化剂的筛选,得到了一种无毒、高效的加氢Cu-Zn系催化剂,考察了反应条件对催化性能的影响。XRD测试表明,活性组分为Cu^0;研究发现,失活是由于表面覆盖了聚合物的缘故。

聚合氯化铁与阳离子瓜尔胶的复配及其对染料墨水的脱色性能

为了提高聚铁絮凝剂对染料墨水的脱色性能,采用聚合氯化铁(PFC)和阳离子瓜尔胶(CGG)制备聚合氯化铁-阳离子瓜尔胶(PFC-CGG)复合絮凝剂,考察不同因素,如PFC与CGG复配比例、絮凝剂投加量、废水初始pH值及废水电导率等对墨水废水脱色率的影响,并利用Zeta电势对脱色机理进行分析。结果表明:相对于单独使用PFC和CGG,PFC和CGG复配有效地提高了脱色性能,中性条件下,在复配质量比mCGG∶mPFC=0.05时PFC-CGG脱色率达到95.3%,明显高于相同条件下PFC和CGG的脱色效果;FT-IR及SEM对絮凝剂的结构及表观形貌的表征显示CGG和PFC之间产生了交联,这种交联使得PFC-CGG复合絮凝剂在PFC较强电中和作用的基础上又增加了CGG长分子链的卷扫网捕能力,使脱色效果得以有效提高。

苯丙乳液聚合粒度影响因素的研究

苯丙乳液即苯乙烯—丙烯酸酯聚合乳液质量的优劣 ,主要受乳化剂、引发剂、反应温度和反应时间等因素的影响。通过实验确定了各影响因素的最佳条件 ,使该乳液聚合物粒径大小及粒度分布达到最佳 。

聚合硫酸铁-瓜尔胶复合絮凝剂的制备及絮凝效果研究

采用聚合硫酸铁(PFS)和瓜尔胶制备了聚合硫酸铁-瓜尔胶复合絮凝剂,研究了PFS与瓜尔胶复配比例、絮凝剂加入量及废水初始pH对模拟废水除浊率的影响,并利用XRD、FT-IR、SEM及紫外-可见光谱分析对絮凝剂的结构进行了表征。结果表明,PFS和瓜尔胶复配极大地提高了絮凝性能,pH=7时,除浊率可达97%,远大于相同条件下PFS的除浊效果。瓜尔胶分子结构中的羟基与PFS中的Fe3+产生了交联,所形成的复合絮凝剂为无定型结构,在无机絮凝剂PFS电中和作用的基础上又增加了絮凝剂吸附架桥及网捕能力,有效提高了絮凝效果。

乙二胺改性双氰胺甲醛脱色絮凝剂的合成及脱色性能研究

以乙二胺为改性剂、双氰胺和甲醛为原料,制备了改性脱色絮凝剂(EDA-DCDF),利用FT-IR、XRD和SEM对絮凝剂结构及形貌特性进行表征。考察了原料配比、絮凝剂投加量、废水初始pH、无机盐和表面活性剂等对染料脱色性能的影响。结果表明,改性双氰胺甲醛颗粒属无定形结构,相对于未改性双氰胺甲醛DCDF,改性后的EDA-DCDF获得了更好的脱色性能,对活性红195的最大脱色率可达到98.7%,明显高于DCDF。EDA-DCDF在酸性至微碱性条件下使用可获得良好的脱色性能,无机盐、表面活性剂对絮凝剂脱色性能产生了不同影响,在实验浓度范围内,EDA-DCDF展示了较好的抗盐性,而表面活性剂SDBS对脱色性能产生明显的负面影响。

我校大型综合实验在化工教学中的尝试

针对本科院校在培养学生综合实践能力中所遇到的问题,依托我校引进的一套具有现代工厂情境的双釜双塔实训实验装置,对化工实验教学进行了改革尝试,结果表明,这种实验模式以真实的生产活动为教学情境,实现了生产和教学的过程融合,提高了学生分析和解决问题的能力,达到了预期的教学目标。

糠醛气相加氢制糠醇催化剂的研究进展

介绍了采用气相加氢法生产糠醇所用催化剂情况及国内外关于糠醛气相加氢反应的机理、动力学研究概况，并对催化剂的发展方向和生产趋势提出自己的观点。

直接紫外分光光度法测定硬脂酰氯的含量

提出了一种检测硬脂酰氯的直接紫外分光光度法,并与酸碱滴定法、银定量滴定法、酯化分光光度法及氯化银浊度法等进行了对比分析。结果表明:采用直接分光光度法检测硬脂酰氯,稳定性和精确度高,操作简单,分析时间短,无需对样品进行特殊处理,准确快速,可为工业生产提供及时可靠的数据分析。

糠醛气相加氢动力学探讨

在直流流动积分反应器中 ,于常压下研究了Cu -Zn催化剂上糠醛气相加氢制糠醇反应的本征动力学方程 ,结果表明加氢对糠醛为 0 .37级 ,对氢气为 0 .

化工原理课程设计的改革与实践

本文针对化工原理课程设计的实用性、综合性、工程性等特点,探讨了化工原理课程设计在理论教学和实践教学方法等方面的改革思路,以期更好地培养应用开发型高等技术人才,适应与时俱进、不断创新的时代要求。

TiO_2浆液中气体的吸收强化

讨论在CO2／H2O吸收体系中加入TiO2微细颗粒所产生的效果及其吸收强化机理．研究表明,随TiO2在液体中含量增加,增强因子不断增加,但颗粒浓度达一定值后,增强因子不再继续提高．TiO2含量对搅拌转速及颗粒直径的影响表现出了与原结论不一致的现象:在很低转速下,TiO2对吸收几乎没有强化作用,而2μm的TiO2颗粒所体现出来的增强因子反倒小于20μm的颗粒增强作用．这些现象表明,不同的颗粒所引起的强化作用不仅要考虑颗粒的吸附作用,还要考虑颗粒的动力学效应,仅凭shuttle机理不能给出合理的解释．

MgO-Cr_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)催化剂对丙烷脱氢反应的再生性能

制备了Mg改性Cr_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)催化剂,利用XRD,UV-Vis,XPS,H_(2)-TPR,NH_(3)-TPD,TG等方法考察了新鲜和再生后催化剂的结构与性能。实验结果表明,助剂Mg的添加有利于催化剂再生后的物相结构稳定;随再生次数的增加,催化剂孔径增大,比表面积降低,催化剂表面Cr^(6+)含量降低,Cr^(6+)组分逐渐不可逆还原为Cr^(3+)等稳定状态;催化剂表面主要为弱酸和中强酸,随再生次数的增加,酸量减少,但酸强度增加,Cr物种价态及其与载体的相互作用影响了表面酸性进而影响了催化剂活性;新鲜催化剂催化活性略高于再生催化剂,经多次再生后催化剂性能趋于稳定,丙烷转化率稳定在30%左右,丙烯选择性在88%以上。