MXenes基纳米材料在水处理脱盐领域研究进展

二维材料中,MXenes材料由于具有超薄结构、良好的导电性、表面功能可调性、优异的光热转化等特性而受到广泛欢迎。使用MXenes材料对一系列脱盐材料进行改进,使其在脱盐领域得到了广泛应用。综述了MXenes材料脱盐策略的最新发展,介绍了MXenes材料在电容去离子、太阳能界面蒸发、渗透气化脱盐等领域中的应用和发展。MXenes材料具有优异的脱盐能力,可以为当前日益严峻的淡水危机提供解决途径。

Noria-PEI改性PVA载体固定化溶菌酶用于污泥发酵产VFAs研究

生物酶促进污泥厌氧消化具有反应温和、高效环保等优点,然而回收困难和催化稳定性差严重制约其应用,固定化酶是解决上述问题的关键。采用水轮酚(Noria)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积法改性聚乙烯醇(PVA)载体,并研究了Noria-PEI改性PVA载体固定溶菌酶对污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)效能的影响。结果表明,固定化溶菌酶可强化污泥发酵提高SCOD,在36 h内SCOD最高浓度达到2 892.4 mg/L,相比空白组提升3.4倍(第6天),VFAs质量浓度在第4天达到峰值2 130.8 mg/L,乙酸和丙酸占比达到61.8%~80.7%。固定酶系统中污泥的平均粒径为42.957μm,比表面积为0.413 m^(2)/g,固定化溶菌酶强化了颗粒态污泥水解。微生物群落结构分析显示,在固定酶系统中Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroides等水解产酸菌门占比较高;在属水平上,以Macellibacteroides、Petrimonas、Lactobacillus和Clostridium_sensu_stricto_1菌属为主,从微观层面上解释了固定酶强化污泥发酵产酸机理。

合成丙烯酸催化剂研究进展

对用于合成丙烯酸催化剂进行分类总结,综述丙烯氧化制丙烯酸催化剂和丙烷氧化制丙烯酸催化剂研究进展。丙烯两步氧化法制丙烯酸催化剂应用广泛,催化剂主要为Mo-Bi系和Mo-V系复合氧化物。提出扩大丙烯酸下游产品领域对调节产能扩张的重要性,提高国产丙烯酸催化剂性能、增强工业应用能力、降低生产成本、减少污染物排放和开发新型丙烯酸催化剂及其生产技术是下一步的研究重点。

海藻酸辅助溶胶-凝胶法制备球形氧化铝颗粒

以2种不同的拟薄水铝石(PB)和海藻酸钠(ALG)为原料,采用海藻酸辅助溶胶-凝胶法制备γ-Al2O3颗粒.用氮气吸附-脱附、强度测定仪、XRD、SEM、XRF对样品进行表征;考察了2种拟薄水铝石的胶溶指数;研究了不同拟薄水铝石配比及胶溶剂硝酸处理时间对氧化铝颗粒物化性质的影响.结果表明:拟薄水铝石的胶溶指数是影响颗粒强度的重要因素;采用不同的拟薄水铝石进行配比,可调控氧化铝颗粒的孔结构及强度;随着硝酸处理时间的延长,氧化铝颗粒的比表面积、孔容和孔径逐渐降低,钙含量也随之降低,但颗粒的强度随着处理时间的延长而增大,并在15,min时达到最大值104,N,继续延长处理时间强度出现一定程度的降低;硝酸处理过程改变了拟薄水铝石粒子的大小和堆积方式,并没有改变γ-Al2O3的物相结构.

活性氧化铝再水合制备拟薄水铝石的形态研究

本文采用水热法以活性氧化铝为原料制备了拟薄水铝石,结合SEM,XRD,BET等分析和表征手段,着重考察了酸性、碱性和中性条件对产物性质的影响。碱性条件制备的拟薄水铝石具有最大比表面、孔容和孔径;酸性条件得到针状团簇体粉末;中性条件得到大颗粒的拟薄水铝石粉体。

海藻酸辅助制备氧化铝小球的乳液扩孔研究

前期开发的海藻酸辅助法制备氧化铝小球,具有颗粒在水中成型、能耗低与生产过程绿色无污染等特点。在此基础上,结合广泛应用于介孔及大孔材料制备上的乳液模板法,对γ-Al2O3小球进行扩孔,制备了总孔容及平均孔径较大的球形γ-Al2O3,以氮吸附-脱附、机械强度测定仪、XRD、SEM、TG等方法对样品进行表征,考察了乳液类型、乳液用量对γ-Al2O3小球孔结构及其他理化性质的影响。结果表明:乳液质量分数为10%(以PB质量为100%)时,所制备的γ-Al2O3小球的总孔容可达0.7 cm3/g左右,平均孔径可达10 nm左右,孔径分布较集中;少量乳液的添加不会影响γ-Al2O3小球的晶相,此外,在高温煅烧过程中,所添加乳液较易充分燃烧,因此不会引入积炭问题。

无机铝盐辅助活性氧化铝水热合成拟薄水铝石

采用活性氧化铝为主要原料,直接水热合成或以铝盐水解产物为晶种通过水热法制备了形貌各异的拟薄水铝石,并利用扫描电镜、X射线衍射、物理吸附仪对其表观形貌、物相结构和孔结构进行了表征。结果表明,活性氧化铝具有很强的可塑性,可直接水热合成或在晶种存在下形成棱柱状、绒球状、片状等多种形貌的拟薄水铝石,为制备形貌可控的拟薄水铝石提供了一条新的制备方法。

前驱体合成方法对γ-氧化铝性质的影响研究

γ-氧化铝是一种应用广泛的催化剂载体,其性质对很多催化剂具有至关重要的影响。采用氮气吸附-脱附、X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜、氨气程序升温脱附以及吡啶红外等方法对γ-氧化铝及其前驱体进行表征,研究拟薄水铝石制备方法对γ-氧化铝性质的影响,并考察了其对加氢精制反应性能的影响。结果表明,拟薄水铝石制备方法不同,其孔结构和表面形貌各具特点,晶相纯度和结晶度也存在差异,对γ-氧化铝孔结构及物相也有较大影响。不同方法制备的载体样品表面酸量及酸强度分布存在差异,直接影响催化剂的性能。

固体酸催化混合芳烃烷基化制备高沸芳烃

混合芳烃与苯乙烯在磺化树脂、杂多酸或无水氯化铝为催化剂、氮气气氛及常压条件下反应制备可用于热载体油使用的高沸芳烃。全馏分混合芳烃含有少量高沸芳烃,对其进行色谱-质谱联用分析,再经精馏分离获得以单环芳烃为主的混合芳烃轻馏分。全馏分混合芳烃为原料时,反应得到310~365℃沸点组分的高沸芳烃质量分数为20%,较原料中高沸芳烃质量分数提高15%。催化混合芳烃轻馏分与苯乙烯反应时,生成沸点在310~365℃的组分达到25%~30%。与其他几种催化剂相比,杂多酸对沸点在310~365℃的组分表现出更好的选择性。对比不同磺化树脂的实验表明,相同反应条件,催化剂的酸量是影响产物中高沸芳烃含量的主要原因。

海藻酸辅助制备氧化铝小球过程的影响因素研究

以5种市售拟薄水铝石(PB)为氧化铝前驱体,硝酸为胶溶剂,采用海藻酸辅助溶胶-凝胶法制备了球形氧化铝颗粒,采用静态氮气吸附-脱附仪与智能颗粒强度试验机进行表征,考察了制备过程中拟薄水铝石的胶溶指数、酸处理浓度及恒温恒湿过程对球形氧化铝颗粒物性的影响。实验结果表明:拟薄水铝石的胶溶指数是其粘结性能的主要指标,也是影响γ-Al_2O_3孔结构与强度的关键因素,随着胶溶指数的增大,γ-Al_2O_3比表面保留率逐渐减小,孔容与孔径保留率先减小后增大,强度值逐渐增大;酸处理浓度对γ-Al_2O_3物性的影响规律为随着酸处理浓度的提高,孔容、孔径减小,强度及比表面增大;经过恒温恒湿过程,在保证孔结构的同时能够极大地提高γ-Al_2O_3颗粒的强度,优化的恒温恒湿时间为4 h。

水柱成型法制备重整载体

以拟薄水铝石(PB)和海藻酸钠(ALG)为原料,采用水柱成型法制备了纯度较高、孔结构适宜的重整载体γ-氧化铝。对拟薄水铝石进行了筛选;考察了成型时间对钠离子脱除的影响;研究了不同种类拟薄水铝石复配比例对载体物性的影响;对载体负载催化剂进行了评价。实验结果表明:当成型时间为30 min时,氧化铝中钠离子质量分数可以降低至1.9×10-5,海藻酸钠未引入钠;选用合适的拟薄水铝石复配比例,可以制备孔容为0.568 cm3/g、比表面积为217 m2/g、强度为47 N、表观密度为0.564 g/m L的γ-氧化铝。以γ-氧化铝为载体制备重整催化剂用于评价,其液体收率、芳烃收率与辛烷值均优于国外同类产品,应用前景良好。

负载型TiO_2光催化剂降解酸性玫瑰红B的研究

采用溶胶-凝胶方法,经过数次浸渍制备成负载型纳米TiO2光催化剂,研究光催化氧化降解酸性玫瑰红B(简写为AR)。考察了浸渍次数和煅烧温度对光催化活性的影响,表明浸渍3次和煅烧温度为550℃时催化剂的活性最好。研究了掺杂镧的催化剂活性并与P25作了比较,掺杂镧后,催化剂活性明显提高,光催化活性比P25高出13.5%。同时进行了负载型TiO2/硅胶的动力学研究,表明光催化降解AR过程符合伪一级反应动力学模型。

臭氧催化氧化深度处理炼油废水催化剂的开发

以金属硝酸盐为原料,采用等体积浸渍法制备了CuMnCo/γ-Al_2O_3催化剂,通过臭氧催化氧化中试试验装置,对炼油厂废水的二级处理出水进行深度研究。累计1000 h的反应结果表明,在保证出口COD为100 mg·L^(-1)以下,炼油废水的COD_(Cr)平均去除率达到60.3%。通过物理吸附、热重一差热、扫描电镜、X射线衍射和X射线荧光光谱等对催化剂使用前后进行了表征,表明催化剂在反应后比表面积、孔结构、活性组分的含量、晶粒大小和晶型均未发生变化,反应后催化剂上无有机物残留。催化剂的催化活性好,去除率高,性能稳定,在累计反应时间1 000 h无失活迹象。

球形ZSM-5分子筛催化剂的制备及其在甲醇制芳烃反应中的应用

以ZSM-5分子筛为主要原料,采用水柱成型法制备球形分子筛催化剂颗粒,通过低温N2吸附-脱附、XRD、智能颗粒强度试验机等手段对样品进行表征,对黏结剂种类进行筛选,考察了黏结剂用量、不同后处理过程对球形分子筛催化剂物性的影响,并进行了应用性能评价。结果表明:黏结剂优选铝胶,随着铝胶用量的增加产品强度逐渐增大;铝胶的加入量为40%,硝酸铝进行后处理,可制备孔体积0.34mL/g、比表面积282m2/g、强度38N/颗的球形分子筛催化剂颗粒;将其负载Zn-Ni活性组分应用于甲醇制芳烃反应中,液体收率、芳烃收率及选择性均优于条形催化剂。

水热合成水合氧化铝的研究进展

拟薄水铝石与薄水铝石是2种重要的水合氧化铝,是制备γ-氧化铝和α-氧化铝的重要前驱体。传统方法制备的水合氧化铝越来越无法满足现代炼油化工等行业的需求,水热法已成为一种合成水合氧化铝的重要方法。对水热法制备水合氧化铝的现有技术做了概括,包括以有机醇铝、无机铝盐、活性氧化铝等多种前驱体为原料水热合成水合氧化铝的研究工作,并在此基础上对该技术的发展做了展望。

载体处理方式对PtSnK/Al_2O_3催化剂异丁烷脱氢性能的影响

研究了水热处理和氯化处理氧化铝载体对PtSnK/Al_2O_3催化剂异丁烷脱氢反应的影响,通过低温N_2吸附、XRD、NH_3-TPD、H_2-TPR、CO-TPR等手段考察了水热处理及氯化处理对载体和催化剂试样的孔结构、酸性、晶型和分散度的影响。表征结果显示,氯化处理载体制得的催化剂相比水热处理载体制得的催化剂的异丁烷脱氢活性更好。实验结果表明,水热和氯化处理载体能促进催化剂中活性组分Pt原子的分散,增加脱氢活性位,从而提高异丁烷脱氢反应中异丁烷的转化率,利用氯化处理和水热处理载体制得的催化剂的异丁烷初始转化率分别为61.0%和57.3%,高于未经处理的催化剂的异丁烷初始转化率(51.8%)。载体经处理后增加了催化剂的酸量,造成了异丁烷脱氢反应中异丁烯选择性的降低。

干燥方式对丙烯醛部分氧化制丙烯酸催化剂的影响

钼钒钨复合金属氧化物是典型的丙烯醛部分氧化制丙烯酸催化剂,铜、锑是良好的助剂。干燥方式对催化剂性能有较大影响。评价结果表明,喷雾干燥得到无定型的催化剂粉末,较结晶干燥方式具有更好的催化活性和选择性,适应的温度范围较宽。采用XRD、SEM和EDX方法对催化剂进行了表征,表明喷雾干燥所得样品元素分布更均匀。

EPMA在催化剂研究中的应用

本综述对EPMA(electron probe micro-analyzer)的分析原理、发展历史和仪器结构进行了简要概括,重点总结了EPMA分析技术在催化剂研究领域的应用现状,并在此基础上对EPMA在该领域的发展进行了展望。

Mo-V-O系丙烯酸催化剂表面结构研究

通过对Mo-V-W-Cu-Sb-O复合氧化物成型处理，制备系列催化剂，并对催化剂表面元素及结构进行研究。结果表明，催化剂经过（370～400）℃焙烧处理，能得到较纯的（V00.7Mo0.93）5O14晶相。在催化剂成型过程中，表面元素价态保持不变，但元素组成发生改变，其中V元素的改变是影响催化剂性能最重要的因素。

硅铝复合氧化物催化材料的研究进展

综述了硅铝复合氧化物的制备方法,主要介绍了溶胶-凝胶法、沉淀法、水热合成法、混合法和浸渍法及其优缺点。溶胶-凝胶法因其可以制得高比表面、大孔径、孔分布集中的硅铝复合氧化物材料被广泛采用。介绍了硅铝复合氧化物材料作为催化剂载体应用于工业生产的现状,及其存在的问题和今后的发展方向。