活化半焦负载Fe掺杂TiO_2光催化烟气脱硝的研究

利用溶胶-凝胶法制备了活化半焦负载Fe掺杂TiO2的光催化剂,分别在紫外和可见光下考察了其对模拟烟气的光催化氧化脱硝效果。实验结果表明,Fe掺杂后的光催化剂在紫外和可见光下较未掺杂的光催化剂氧化脱硝率分别提高了15%和10%,结合XRD和FT-IR分析可知,Fe元素以取代掺杂的方式进入TiO2晶格中,并形成光生电子和空穴的捕获陷阱,有效延长了光生载流子的分离,从而使得参加光催化反应的光生载流子数量增加,进而提高了紫外光催化脱硝活性并扩展了可见光的响应。

溶胶-凝胶法制备TiO_2负载活化半焦光催化烟气脱硝（英文）

利用超声辅助溶胶-凝胶法,以钛酸正丁酯为钛源,制备了TiO 2负载于活化半焦的光催化剂.考察了TiO 2负载量,煅烧温度和时间,以及水对光催化脱硝活性的影响.利用X射线衍射(XRD),BET,FT-IR,扫描电镜(SEM)以及能谱分析(EDS)等方法对催化剂进行了表征分析.实验结果表明,TiO 2负载量为5.22%,煅烧温度500℃,煅烧时间为1 h时,TiO 2/ASC光催化脱硝剂效果最好,反应3 h后脱硝率仍高于70%.通过添加自由基捕获剂的方法确定TiO 2/ASC光催化脱硝过程中起主要作用的活性物种为·OH和·O-2,而空穴在本实验的光催化过程中几乎不起作用.对催化剂的再生研究发现,高温(400℃)水热一次再生可恢复催化剂脱硝活性至新鲜催化剂的100%,3次再生效果仍为新鲜催化剂脱硝率的80%.

载钛半焦活性炭对水中四环素的吸附性能研究

以活化半焦活性炭和硫酸钛为主要原料制备载钛半焦活性炭(TiAC),探究载钛半焦对水中四环素的吸附性能.表征结果表明TiO_(2)成功负载到活化半焦表面.吸附实验结果表明:用不同比例硫酸钛负载活化半焦时,钛投加量为2%(硫酸钛与活化半焦质量比)时,对四环素的吸附效果最好,最大吸附量为426.25 mg·g^(-1),符合Langmuir吸附等温模型和拟二级动力学模型;随着pH升高,2%TiAC对四环素的吸附量先增加后降低;随着溶液中Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)浓度的增加,2%TiAC对四环素的吸附量变化不大;随着腐殖酸浓度增加,2%TiAC对四环素的吸附量逐渐降低;对吸附四环素饱和的2%TiAC光解再生,再生率为58.6%.

蜂窝状活性半焦催化剂用于烟气脱硫脱硝性能的研究

燃煤烟气大量排放已经成为我国空气污染的主要原因之一。半焦是一种资源丰富、价格低廉的常见碳质材料,但因其与活性炭相比孔隙结构不够发达、机械强度较差等原因,在我国的利用水平较低,大量半焦露天堆积不仅造成资源浪费,还带来严重的环境污染问题。采用硝酸活化结合水蒸气活化技术,丰富半焦孔隙结构,并在半焦表面负载V2O5催化剂后进行高压成型,以提高其机械强度,最终制备得到蜂窝状活性半焦催化剂用于燃煤烟气脱硫脱硝净化过程。实验结果表明,蜂窝状活性半焦催化剂孔隙结构发达、机械强度高,当烟气中初始SO2浓度2500×10^(-6)、初始NO浓度500×10^(-6)时,V_(2)O_(5)负载质量分数为6.0%的蜂窝状活性半焦催化剂脱硫过程穿透时间为220 min,硫容为5.46%,脱硝过程穿透时间为282 min,氮容为1.52%,对燃煤烟气具有良好的脱硫脱硝能力。

基于活性半焦的干法烟气脱硫脱硝技术

活性半焦是一种具有大量微孔结构和大比表面积的材料,可作为烟气脱硫脱硝的吸附剂、催化剂。经过催化氧化生成的硫酸、硝酸储存在半焦材料的微孔内,导致其吸附能力下降。对失活半焦进行再生处理,既可以恢复其脱硫脱硝性能,同时还能得到硫酸、硝铵产品,间接的创造了经济价值。首先从固定床脱硫脱硝系统设计、固定床反应器压降计算等方面,介绍了基于活性半焦的干法脱硫脱硝工艺。随后结合能量综合利用形式和换热面积计算,确定了换热方案,该方案可将电除尘后高温烟气的能量进行回收利用,达到了节能效果。最后提出了一种蒸汽热再生技术,可使半焦材料的催化和吸附性能恢复至初始状态,实现反复利用,进一步降低了脱硫脱硝的成本。

rGO-TiO_2/ASC新型光催化剂用于烟气光氧化脱硝性能研究

采用一步溶剂热法制备了活化半焦负载还原氧化石墨烯掺杂二氧化钛新型负载型光催化剂,即rGO-TiO2/ASC。分别考察了高温水汽活化方法和还原氧化石墨烯rGO掺杂量对光催化脱硝性能的影响,并进一步探究光照条件、烟气氧含量和烟气湿度对NO氧化脱除的作用,得出新型负载型光催化剂rGO-TiO2/ASC光催化脱硝过程主要过程。结果表明,5%水汽高温活化半焦ASC的脱硝效率最高,反应4h后可达52%。rGO负载量为8%时,负载型光催化剂rGOTiO2/ASC脱硝性能4h后转化率达70.68%。有无O2对脱硝率影响较大,有无光照对其影响次之。无H2O时,脱硝率呈现先平稳后下降的趋势。新型负载型光催化剂rGO-TiO2/ASC的脱硝过程由光催化活性组分rGO-TiO2/ASC的光催化氧化和载体部分ASC的常规氧化两部分组成。

B掺杂对负载型TiO2光催化剂脱硝性能的影响

采用超声辅助溶胶-凝胶法制备活化半焦负载B掺杂TiO_2光催化剂,即B-TiO_2/ASC。在相同实验条件下,分别在紫外和可见光下研究其对模拟烟气的光催化氧化脱硝性能。结果表明,在紫外和可见光下,B掺杂光催化剂的活性得到提高,在可见光下的活性增加更加显著,反应180 min后仍可保持80%以上的脱硝率。结合XRD和FT-IR分析,可以看出B以取代掺杂的方式存在于TiO_2中并且导致TiO_2表面缺陷。表面缺陷有助于光生载流子的分离,从而延长光生电子的寿命并增加参与光催化反应的光生电子数量,从而产生更多的羟基自由基氧化NO,最终提高光催化脱硝率。