CO_(2)/C_(3)H_(6)O在金属氧化物耦合吡咯氮生物炭表面的共/竞吸附机理研究

本研究采用密度泛函理论,通过比较吸附量、吸附能以及态密度和电荷差分密度的分析,探究了不同金属氧化物耦合吡咯氮生物炭(CN5@MOx,MOx=ZnO、CaO、Na2O)表面CO_(2)与C_(3)H_(6)O(CO_(2)&C_(3)H_(6)O)的吸附机理。首先从CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分方面计算了其在CN5@MOx表面吸附量和吸附能,计算结果表明,在333 K、100 kPa时CN5@Na2O表面对CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分吸附量分别为3.65、15.34 mmol/g,吸附能分别为-145.86、-132.47 kJ/mol,均高于CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分在CN5@CaO及CN5@ZnO表面吸附。得出Na2O掺杂吡咯氮生物炭对CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分吸附效果最优。进一步研究了CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@MOx表面共/竞吸附及机理。计算结果表明,CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O、CN5@CaO、CN5@ZnO表面吸附存在临界温度(分别为333、353、393 K),超过临界温度以后CO_(2)&C_(3)H_(6)O共存体系在CN5@MOx表面吸附量较CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分有所提高。CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O、 CN5@CaO、 CN5@ZnO表面吸附能分别比CO_(2)或C_(3)H_(6)O单组分吸附时至少高141.59、112.77、31.75 kJ/mol,CN5@MOx表面对CO_(2)和C_(3)H_(6)O的吸附表现为协同促进作用,且CN5@Na2O对CO_(2)&C_(3)H_(6)O共同吸附效果最佳。采用电荷差分密度和态密度分析CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@MOx表面协同吸附作用机理,得出CO_(2)的吸附作用力是通过C_(3)H_(6)O与CO_(2)的间接相互作用产生的,Na2O中Na与C_(3)H_(6)O电子云重叠,发生电荷转移,增强了两者间相互作用力,CN5@Na2O表面C_(3)H_(6)O与CN5在p轨道主要共振峰结合能较CN5@ZnO低了3.43 eV,使得C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O表面吸附最稳定。

Fe、La掺杂和氧缺陷对CeO_(2)表面吸附As_(2)O_(3)的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了As_(2)O_(3)(g)在Fe、La掺杂CeO_(2)(110)表面及氧缺陷LaCeO(110)表面的吸附行为,探索了LaCeO表面砷吸附能力显著高于FeCeO表面的主要原因。结果表明,As_(2)O_(3)(g)的吸附效果与吸附位点数量、吸附能、键长和电荷转移密切相关。纯CeO_(2)表面的吸附主要为化学吸附,吸附能绝对值大于−4.22 eV,电荷转移量为(−0.19)−(−0.31)e,As_(2)O_(3)得到电荷带负电,起表面受主作用,因此吸附量较小。FeCeO(110)表面新增Fe顶位和Bridge-2桥位两个吸附位,其中,Fe顶位为化学吸附,Fe掺杂改变了FeCeO表面电子分布和晶格结构,但并未改变As_(2)O_(3)与FeCeO之间的电荷转移方向,因此,As_(2)O_(3)仍呈负离子形式吸附。LaCeO(110)表面新增了三个吸附位:La顶位、Bridge-3桥位和Hollow-2空位,La掺杂改变了As_(2)O_(3)与LaCeO之间的电荷转移方向,使得As_(2)O_(3)失电子呈正离子吸附,起表面施主作用,因此,吸附能力增强。无O_(2)环境下,单一O缺陷LaCeO(110)表面吸附能力低于完整LaCeO表面;有O_(2)环境下,O缺陷有利于As_(2)O_(3)的吸附。

Bi掺杂O3型NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)钠离子电池层状正极材料的制备与储钠性能

O3型NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)拥有高理论比容量且易于制备,是商业钠离子(Na+)电池的首选正极材料之一,但其循环稳定性仍面临挑战。利用Bi对NaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)进行改性。研究发现,Bi的引入可以在晶粒生长过程中通过调节表面能实现晶粒细化,并且Bi的掺杂增加了层状正极材料的晶胞参数,为Na+提供了宽的扩散通道,提高了Na+的扩散能力,优化了Na^(+)在脱嵌过程中的可逆性。改性后的NaNi_(0.495)Mn_(0.5)Bi_(0.005)O_(2)实现了在2.0~4.0 V的电势区间内0.2 C倍率下的可逆容量为138.1 mAh/g,在5 C倍率下循环100圈后容量保持率可以达到97%。

O_3/H_2O_2联合氧化法预处理制药废水的初步探讨

针对制药废水的特点和目前制药废水预处理技术现状,介绍了O3/H2O2在制药废水处理中的应用,阐述了O3/H2O2氧化工艺机理,分析了O3/H2O2联合氧化法在工程实际中的应用情况,并通过与其他方法对比,得出该工艺是最好的制药废水预处理工艺。

NiZrCe/Al_2O_3催化剂上H_2O_2作氧化剂直接使苯氧化胺化一步合成苯胺研究

设计制备了Ni Zr Ce/Al2 O3 催化剂 ,研究了其上用H2 O2 直接将苯氧化胺化合成苯胺的活性 .发现在常压、5 0℃的温和条件下 ,该催化剂对苯、氨水与H2 O2 直接氧化胺化生成苯胺有较好活性 ,并且其对苯胺的选择性远远大于对苯酚的选择性 .提高反应原料中氨水对苯的比例 ,能提高苯胺的收率 ,且不会增加苯酚的生成量 .本方法能耗低 ,原子利用率高 。

O_3/H_2O_2高级氧化技术在处理难降解有机废水中的应用进展

O3/H2O2高级氧化技术具有氧化能力强和无选择性等优点,被广泛用于高浓度、难降解和有毒有害的有机废水处理,并取得了显著的效果。本文介绍了O3/H2O2高级氧化技术的氧化反应机理,综述了O3/H2O2高级氧化法在饮用水、印染废水、造纸废水、农药废水、焦化废水、炸药废水、垃圾渗滤液处理中的应用研究进展,指出了处理不同的废水体系,O3与H2O2的合适比例是至关重要的。

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系浸出低品位氧化锌矿制取电锌

对NH_3-NH_4Cl-H_2O体系采用浸出法直接从低品位氧化锌矿提取锌,锌以锌氨配合物形式进入浸出液,浸出液中的As,Sb,Fe,SO_4^(2-)和CO_3^(2-)等杂质通过净化脱除.在最优浸出条件下,锌浸出率为88.9%;浸出液中As,Sb,Fe浓度可降至0.25 mg/L;CaCl_2,BaCl_2可将CO_3^(2-)和SO_4^(2-)几乎除尽,其他杂质元素含量也极低,浸出液经锌粉1次净化除杂后进行电积制取电锌.电锌中Zn的质量分数达99.999%,杂质含量极低,其中Fe的质量分数仅为0.00005%;电流效率高达96.35%,直流电耗为2502kW·h;电解废液经补充氨后返回浸出.

H_2O_2氧化-水热结晶法合成纳米WO_3的研究

以钨粉为原料,H2O2氧化金属钨粉生成的过氧聚钨酸为前驱体,采用水热法制备了WO3及其水合物。低于180℃水热反应12h,得到正交晶型的WO3·0.33H2O和单斜WO3;在180℃水热反应24和45h则生成单斜WO3和六方WO3。结果表明,一定的水热反应温度和时间对晶化是必须的,本实验180℃水热反应24和45h后干燥均得到不含水合物的WO3粉体。水热反应温度的升高和时间的延长均有利于正交WO3·0.33H2O向六方WO3和单斜WO3转化。所制得的纯WO3粉体晶形良好,晶粒尺寸达到了纳米级,并探讨了其水热机制。

UV/H_2O_2氧化联合Ca(OH)_2吸收同时脱硫脱硝

在小型紫外光-鼓泡床反应器中,对UV/H2O2氧化联合Ca(OH)2吸收同时脱除燃煤烟气中NO与SO2的主要影响因素[H2O2浓度、紫外光辐射强度、Ca(OH)2浓度、NO浓度、溶液温度、烟气流量以及SO2浓度]进行了考察。采用烟气分析仪和离子色谱仪分别对尾气中的NO2和液相阴离子作了检测分析。结果显示:在本文所有实验条件下,SO2均能实现完全脱除。随着H2O2浓度、紫外光辐射强度和Ca(OH)2浓度的增加,NO的脱除效率均呈现先大幅度增加后轻微变化的趋势。NO脱除效率随烟气流量和NO浓度的增加均有大幅度下降。随着溶液温度和SO2浓度的增加,NO脱除效率仅有微小的下降。离子色谱分析表明,反应产物主要是SO24-和NO3-,同时有少量的NO2-产生。尾气中未能检测到有害气体NO2。

WO_3催化H_2O_2氧化环己酮合成己二酸

以WO3为催化剂,在无有机溶剂和相转移催化剂的情况下,用H2O2氧化环己酮合成己二酸。探讨了催化剂用量、H2O2用量、反应温度和时间等条件对反应的影响。在优化条件下:n(环己酮)∶n(H2O2)∶n(WO3)=100∶500∶2,反应温度为120℃,反应6 h,己二酸分离收率可达80.3%,纯度为99.8%;催化剂重复使用5次后己二酸收率仍可达70.2%。

O_3/H_2O_2与O_3/Mn氧化工艺去除水中难降解有机污染物的对比研究

以硝基苯为代表性有机污染物 ,对比研究了O3 /H2 O2 与O3 /Mn氧化工艺去除水中难降解有机污染物的效能与机理 .结果发现 ,2种催化氧化工艺均可以提高不易被单独臭氧氧化的硝基苯的去除效果 ,并且催化剂H2 O2 和Mn(Ⅱ )存在着最佳投量 .从已知的O3 /H2 O2 工艺反应机理 ,并根据硝基苯的化学性质和水中剩余臭氧动态监测结果推断 ,O3 /Mn降解硝基苯可能同样遵循自由基反应机理 .向反应系统中投加H2 O2 和Mn(Ⅱ )还提高了臭氧的传质效果和有效利用率 .对 2种催化氧化工艺的特点和在实际水处理中应用进行了分析和探讨 .

O_3/H_2O_2对MTBE的氧化降解动力学研究

近年来汽油添加剂甲基叔丁基醚(MTBE)对环境造成的持久性的危害已越来越受到人们的重视.地下水中MTBE的污染主要是常见于通过地下储藏罐或管道渗漏造成.本文试验研究探讨了O3/H2O2氧化MTBE的降解过程及反应动力学.结果表明:pH值及温度的升高可以明显提高反应速率.MTBE降解过程符合拟一级动力学.当pH为6.5时,速率常数k为1.20×106exp(-40.5/RT).

异戊二烯与O_3反应体系中有机氢过氧化物和H_2O_2的产率研究

用双通道Ｈ２Ｏ２分析系统研究了室温条件下异戊二烯与Ｏ３气相暗反应体系中有机氢过氧化物和Ｈ２Ｏ２的产率．３次实验测得有机氢过氧化物的产率分别为３．８％、４．３％和３．９％，平均为４．０％；Ｈ２Ｏ２的产率分别为２．２％、１．６％和１．８％，平均为１．９％．探讨了异戊二稀与Ｏ３反应体系中有机氢过氧化物和Ｈ２Ｏ２的生成机理．

LP-FTIR研究CH_3C(O)CH═CH_2与O_3大气反应生成过氧化物的产率

在 (2 98± 2 )K温度和 1 0× 10 5Pa (2 0 %O2 +80 %N2 )压力条件下 ,采用长光路傅里叶变换红外光谱(LP FTIR)技术 ,实验室模拟研究甲基乙烯基酮 (CH3 C (O)CHCH2 )与O3 大气化学反应。从FTIR光谱中可以看出 ,产物中包括HCHO ,HC (O)OH ,CH3 CHO和CH3 C (O)CHO等羰基化合物 ,还有CO ,CO2 等。FTIR结合双通道过氧化物分析仪 ,测定了过氧化物的产率。其中 ,有机氢过氧化物 (ROOH )为(10 7± 0 4 ) % ,过氧化氢 (H2 O2 )为 (1 8± 0 3) %。HPLC分析表明 ,ROOH主要为甲基过氧化氢 (CH3 OOH)。可以认为 ,作为异戊二烯主要中间产物之一的甲基乙烯基酮与O3 的反应是大气有机过氧化物的一个重要来源。至于反应过程中有机过氧化物的生成浓度呈现双峰的特征 ,其机制需作进一步的研究。

O_3和O_3/H_2O_2法氧化处理制药废水的研究

采用O3和O3/H2O2氧化法对某制药厂的制药废水进行氧化处理,主要考察废水的pH值、O3流量、反应时间对COD去除率的影响。结果表明,O3氧化法的最佳条件为:废水的pH值为9.00,O3流量为5 g/h,反应时间为90 min。在此条件下,废水的COD和TOC的去除率分别达到64.16%和75.34%。O3/H2O2氧化法更能有效的提高废水COD和TOC的去除率,但需要合适的H2O2投加量。处理后两者去除率分别达87.45%和91.49%,且处理后的COD值(351 mg/L)符合该厂排入市政管网的要求(500 mg/L),同时废水的可生化性提高,B/C由0.12提高至0.32。对O3/H2O2处理制药废水的反应机制研究表明,COD的去除率随自由基抑制剂浓度的增加而降低,COD的去除主要是体系中.OH的贡献。另外,采用COD和TOC结合起来作为评价指标更能准确的反映出制药废水中有机物的去除规律。

H_2O_2/Fe^(3+)系统氧化活性染料废水的研究

采用H2O2/Fe3+系统对商业染料活性红(FN-2BLred)、活性蓝(C-Rblue)和活性黄(C-2Ryellow)配制的废水进行了脱色研究.结果表明,当染料质量浓度为400mg/L时,pH值为2 5,H2O2质量浓度为646mg/L,Fe3+浓度是0 25mmol/L,反应温度在60℃,反应20min,3种活性染料废水的色度去除率均达到99%以上;在以上优化的脱色工艺条件下,通过正交试验以COD去除率为指标确定最佳降解工艺条件.结果表明,初始pH值为2 5,过氧化氢质量浓度对于活性红、活性蓝和活性黄废水分别为850、782、646mg/L,Fe3+浓度为1mmol/L,反应温度为60℃,反应60min.在最优工艺条件下,活性红、活性蓝和活性黄废水的COD去除率分别达到93 6%、94 5%和96 3%.

H_2O_2氧化水热法制备超细WO_3的研究

通过H2O2氧化钨粉,水热晶化制备了超细WO3粉体。通过激光粒度仪、比表面测定仪、XRD、TEM和TG/DTA等对粉体进行了表征分析,结果表明:晶化有利于减小粉体粒径,且晶化温度越低得到的粉体粒径越小,比表面积越大;晶化温度升高则有利于六方晶相的形成。粉体粒径为10～60nm,有部分团聚。团聚粒子大小不均,粒径范围较宽,形状不规则。

700～850℃内H_2O对CaO上NH_3氧化的影响

本文验证了先前建立的FTIR定量方法对高H_2O含量下N0和NH_3测量的精度,研究了700～850℃内H_2O对CaO上NH_3氧化的影响。结果表明:含H_2O高达15%时,NO和NH_3的测量结果仍具有高精度,误差分别为±2%和±3%;H_2O抑制CaO上NH_3氧化的活性及副产物NO_2的生成;NH_3转化率随H_2O浓度增大先迅速降低而后降低缓慢;同一温度下,NO产物选择性不随。H_2O浓度变化而改变;基于H_2OLangmui。r吸附于CaO表面竞争活性位,建立了H_2O抑制CaO上NH_3氧化的动力学模型,与实验结果符合良好。

UV/Fe^(3+)/H_2O_2催化-混凝联合工艺处理络合铜镍废水

采用UV/Fe3+/H2O2催化-混凝联合工艺对难处理络合铜镍电镀废水进行了研究,考察了Fe3+和H2O2初始浓度、初始pH值、温度、反应时间及混凝液pH、混凝剂质量浓度对处理过程的影响,探讨了废水的降解途径和机理。结果表明:在体系初始pH=3,温度50℃,H2O2和Fe3+初始浓度分别为1.5×10-4mol/L、2.5×10-5mol/L,反应时间60min,混凝液pH=8及混凝剂质量浓度为500mg/L的条件下,废水的COD去除率为96.98%,Cu2+为99.91%,Ni2+为99.92%,处理水达到国家一级排放要求。同时依据GC/MS对X-GN降解最终产物的分析结果,推导出废水的基本降解机理和途径。

钛盐光度法测定O_3/H_2O_2高级氧化系统中的过氧化氢

采用钛盐光度法测定O3/H2O2系统中的/H2O2,考察了pH值、O3/H2O2摩尔比、钛盐用量和显色时间的影响,确定了最佳的测定条件;通过加标回收率实验和对比实验,证明了该方法的可靠性。结果表明,pH值为3.0、λ=385nm、草酸钛钾浓度2.5mmol.L-1和显色时间8min条件下,H2O2浓度0~45mg.L-1范围内与吸光度线性关系良好,且O3/H2O2的摩尔比对H2O2的测定无影响;对纯水＋H2O2＋O3和纯水＋H2O2体系中投加阿特拉津,H2O2加标回收率均在95%~105%以内;钛盐法和高锰酸钾法测定纯水体系中H2O2结果基本一致,而O3/H2O2体系中高锰酸钾法测定值偏高,说明钛盐法可以用于测定O3/H2O2高级氧化体系中的H2O2浓度的变化。