热磁背景下的夸克凝聚和相变的反磁催化特性

虽然渐近自由特征是量子色动力学(quantum chromodynamics,QCD)的一个基本特征,但一般有效的手征夸克模型(比如说NJL(Nambu-Jona-Lasinio)和线性Sigma模型)都认为耦合常数G是一个常数,忽略了QCD渐进自由特征.用NJL模型研究夸克物质在有限温度和强磁场环境下的凝聚和手征相变特性时,引进QCD渐近自由特征并假设耦合常数G是随温度T和磁场B而变化的函数.通过拟合零化学势的格点QCD的数据,给出耦合常数G具体形式.在得到耦合常数的具体形式后,进一步计算了有限大小化学势的夸克凝聚和相变等特性,并发现磁场有明显的反磁催化特征,即发现相变温度随磁场增加而减小,所得结果与格点QCD预言的反磁催化特性一致.

磁载光催化剂TiO2/Al2O3/γ-Fe2O3的制备与降解染料的优化模型

采用共沉淀结合固体粒子混合法,在TiO2中引入三氧化二铝包膜磁性核,通过对催化剂的XRD,TEM和红外光谱分析,发现磁性核具有γ-Fe2O3的晶相,且被三氧化二铝及二氧化钛包裹,形成复合型磁载光催化剂.同时对影响磁载光催化剂氧化直接耐酸大红4BS染料废水的因素:初始pH值(5.3—5.7)、光强(12.35—18.455μW·cm-2)和TiO2浓度(0.45—1.45mg·l-1)进行研究,通过建立响应曲面模型可得到最佳的初始pH值、光强和磁载光催化剂浓度分别为5.45,19.49×102μW·cm-2和0.86mg·l-1,脱色率达到92.4%.

磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2的制备及对三氯苯酚的降解

以FeCl3为铁源,葡萄糖为碳源,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2,用TEM、EDX、VSM、XRD和IR对Fe3O4/C/TiO2的粒径、形貌和物相等进行了表征。研究了该催化剂对三氯苯酚的降解性能,探讨了其重复使用的可能性,用荧光光谱法推测了可能的反应机理。结果表明该材料结合了光催化与可再生的优点,1 g·L-1 Fe3O4/C/TiO2在18 W紫外灯下,50 min内可将三氯苯酚降解97.9%以上,6次循环使用后降解率仍保持在95.1%,降解过程中有羟基自由基生成。

磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4的光催化活性

采用液相沉积法制备出了纳米SiO_2-Fe_3O_4复合粒子,并在其表面负载ZnO,得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4,并通过傅立叶红外光谱仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜等对光催化剂进行了表征。以亚甲基蓝为目标降解物,研究了光催化剂在紫外光下的光催化活性。实验结果表明,在Fe_3O_4和ZnO之间包覆一层无定形SiO_2可使亚甲基蓝降解率由20.34%提高到94.52%,所制备的ZnO/SiO_2-Fe_3O_4在3次重复使用后仍能保持较好的光催化性能。

2000t/a催化裂化催化剂磁分离装置在济南炼油厂成功投产

中石化济南炼油厂采用武汉新通创科技有限公司开发的我国首套大型稀土永磁催化裂化废催化剂分离工业装置已于2002年12月试运成功并正式投入工业生产。此前,该厂从2000年底用实验机分离并回用低磁剂,经两年工业实验,效果显著。 该系统日处理平衡催化剂6～9t,依据催化裂化装置对催化剂的工艺要求,可在20％～80％灵活调节回收率。

TiO_2/Al_2O_3/Fe_3O_4的低温水热法制备及其光催化和磁回收性能

以原位合成法制备的Al2O3/Fe3O4磁性粒子为载体,采用低温水解法制备了Ti O2/Al2O3/Fe3O4磁载光催化剂。用XRD、SEM、TEM等对制备的磁载光催化剂的结构进行了表征。以25 mg/L苯酚为模拟污染物,对制备的磁载光催化剂的催化性能进行了考察。结果表明:对于n(Ti O2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)=60∶5∶1条件下制备的磁载光催化剂,当光催化反应时间为120 min,催化剂质量浓度(以Ti O2计)为1 g/L时,降解苯酚的反应速率常数为0.022 3,循环使用5次后,反应速率常数仅下降0.004 1,平均回收率可达85.06%。

磁载核壳型TiO_2复合光催化剂的研究进展

TiO2是一种高效的光催化剂,为解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效分离。简要介绍了磁载核壳型TiO2复合光催化剂的基本概念、分类及制备方法。根据磁载复合光催化剂的核壳之间是否包覆结合层,将其分为直接包覆磁载TiO2光催化剂和非直接包覆磁载TiO2光催化剂。磁载TiO2复合光催化剂的制备方法有溶胶-凝胶法、均匀沉淀法、微乳液法、原位生长法以及微波水热法等。还介绍了磁载核壳型TiO2复合光催化剂在水处理方面的应用,并且对其未来的发展前景进行了展望。

磁载光催化剂Ag-TiO_2/ZnO/γ-Fe_2O_3的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在表面包覆了ZnO的磁基体γ-Fe2O3上负载TiO2,光催化还原法在其表面沉积Ag,得到了易于磁性固液分离的磁载Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3复合光催化剂。通过XRD、EDX和TEM等测试技术对该复合催化剂进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰为降解对象,研究了ZnO的存在和Ag不同含量对复合光催化剂催化活性的影响及催化剂回收再利用的可行性。结果表明,0.5%(质量分数)Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3(其中m(TiO2)∶m(ZnO)∶m(γ-Fe2O3)=14∶3∶3)的复合光催化剂具有最高的光催化活性,在3次循环使用后仍能保持较好的光催化性能。

介孔磁性光催化剂的制备及其催化降解硝基苯

以NiFe2O4为磁核、SiO2为中间层、十六烷基三甲基溴化铵为结构导向剂制备了具有介孔结构的TiO2/SiO2/NiFe2O4光催化剂,并采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、N2吸附-脱附和振动样品磁场计等手段对其进行了表征.以H2O2为氧化剂,在紫外光照射下,考察了TiO2/SiO2/NiFe2O4光催化降解硝基苯溶液的活性.结果表明,TiO2/SiO2/NiFe2O4催化剂具有明显的核-壳结构,平均粒径约为50nm,分布均匀,表现出超顺磁性,样品的孔径主要分布在1～5nm间,比表面积为56m2/g.催化剂作用150min内硝基苯完全降解,表明该光催化剂性质良好,并采用色谱-质谱联用技术研究了硝基苯光降解反应的途径.

核壳型磁载TiO_2/CoFe_2O_4光催化剂的制备与性能研究

纳米TiO2是一种高效的光催化剂,为了解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效地分离.以尖晶石型CoFe2O4为磁核,制备了核壳型纳米磁性TiO2/CoFe2O4光催化剂,通过水浴恒温条件、热处理温度的改变,以及工艺的调整优化了催化剂的制备工艺.采用XRD和TEM分析了催化剂的结构与形貌.研究发现,水浴90℃恒温2h、600℃热处理后的TiO2/CoFe2O4在降解TNT时表现出了较高的催化活性.表明合适的反应时间和热处理温度是影响催化剂活性的关键因素.

磁载光催化剂TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3的制备及其对水中双酚A的催化性能

利用溶胶-凝胶法制备磁载光催化剂Ti O2/Si O2/γ-Fe2O3。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和比表面积(BET)对其晶型、表面形貌和多孔性进行分析,通过振动样品磁强计(VSM)测量磁性,应用高效液相色谱检测内分泌干扰物双酚A(BPA),探讨水中p H值和催化剂浓度对磁载光催化剂Ti O2/Si O2/γ-Fe2O3催化降解BPA的影响。结果表明,BPA的光催化降解曲线很好地符合一级反应动力学方程,反应速率常数主要与催化剂表面上电荷和中间产物的聚集,以及紫外光的利用率有关。光照120 min后,BPA降解基本完成,剩余浓度基本达到稳定。较低的p H值有利于BPA的去除;随着催化剂浓度增大,BPA去除率呈现先上升后下降的趋势。在BPA初始浓度为300μg/L,紫外光强为434μW/cm2,p H=5,催化剂浓度为4g/L时,BPA的去除率达到最大值66.62%。

磁载光催化剂TiO_2/SiO_2/Ni_(0.5)Fe_(2.5)O_4的制备及其催化氧化性能

采用固相反应法制备磁载体(SiO2/Ni0.5Fe2.5O4),溶胶-凝胶法得到易于磁分离回收的磁载光催化剂TiO2/SiO2/Ni0.5Fe2.5O4。用XRD、SEM、IR和UV-Vis等进行表征。研究了太阳光下催化剂对亚甲基蓝溶液的脱色性能。结果表明,在太阳光下,磁载光催化剂TiO2/SiO2/Ni0.5Fe2.5O4可使亚甲基蓝溶液迅速脱色;3次循环使用后脱色率仍为95%以上,回收率为98.8%。

磁载光催化剂ZnO/SiO_2/γ-Fe_2O_3的光催化性能

本文采用液相沉积法制备出了纳米Si O2/γ-Fe2O3复合粒子,在其表面负载ZnO,从而得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/Si O2/γ-Fe2O3,并通过XRD和TEM等测试技术对样品进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰等为降解对象,研究了磁载光催化剂ZnO/Si O2/γ-Fe2O3在紫外光下的光催化活性。结果表明,在γ-Fe2O3和ZnO之间包覆一层无定形Si O2可使催化剂降佳率由20.76%提高到95.63%,并且该磁载光催化剂对染料有较好的降解效果,在三次循环使用后仍能保持较好的光催化性能.

聚吡咯敏化磁载TiO_2光催化剂的制备及性能研究

以自制锰锌铁氧体为磁基体,采用乳液分散和原位聚合相结合的方法成功制得了聚吡咯(PPy)敏化磁载TiO2光催化剂(PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4),运用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对催化剂的结构进行分析表征,以甲基橙为模拟降解物,对比了不同光照条件下PPy敏化前后TiO2的光响应特性及催化性能,应用重量分析法考察了催化剂的磁回收特性。结果表明:经PPy敏化处理后,PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4的光催化响应范围拓宽到435nm,在自然光照射90min后,经PPy敏化的PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4对甲基橙的降解率较纯TiO2高29.0%。催化剂经5次使用后,回收率仍可达97%以上,具有良好的回收特性。

磁载杂多酸催化剂的制备及催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了磁载杂多酸催化剂(MSHC),并对其进行了表征,考察对乙酸和正丁醇酯化反应的催化活性。EDAX结果表明,元素Fe、Si、P和W存在于MSHC中。IR和XRD结果表明,磷钨酸在负载后基本保持Keggin结构。磁性测试结果表明,催化剂具有顺磁性,在强磁场作用下可进行高效磁性分离。酯化反应中MSHC的催化活性接近于纯磷钨酸。磁载杂多酸催化剂具有催化活性高、易回收、可重复使用和操作简单的优点,有效解决了催化剂活性组分易流失和难以回收循环利用的问题。

磁纳米贵金属催化剂的制备及加氢性能

以有机分子聚乙烯亚胺为交联剂,四氧化三铁为载体,制备了贵金属催化剂用于催化硝基苯化合物加氢反应,采用FT-IR、XRD和TEM对催化剂进行表征。结果表明,制取的磁纳米贵金属催化剂催化对氯硝基苯加氢反应转化率高,稳定性较好,较容易回收。

FCC催化剂磁分离装置的应用

根据流化床催化裂化装置(FCC)催化剂能耗大、废剂污染环境的现状,天津莱特化工有限公司利用FCC催化剂磁分离装置重新磁选催化剂,并在140万t/a催化裂化装置进行标定。结果证明,在降低装置新鲜催化剂消耗量的情况下,不仅能够保证装置系统催化剂活性,而且还能提高装置的产品收率,每年可提高经济效益4 218万元。

磁分离技术在水处理中的应用

介绍了磁分离技术研究现状,包括在水处理中的4种应用类型及在生活污水、工业废水和河流湖泊的实际应用。对磁分离技术的发展趋势进行了分析,指出虽然磁分离技术在水处理领域已经大范围使用,但在磁种的开发、回用,设备的研发和技术的推广方面发展较为落后,需进一步深入研究。