LDHs衍生阵列催化剂在吸收增强式甘油水蒸气重整制氢的应用前景展望

对吸收增强式甘油水蒸气重整(SESRG)制氢反应网络及热力学特性、Ni-Ca基催化-吸收双功能催化剂研究进展及面临的挑战进行归纳总结,系统分析Ni基催化位点、Ca基吸附位点失活机理及改性手段。结合层状双金属氢氧化物(LDHs)材料和阵列催化剂独特的结构优势和物化特性,提出设计研发LDHs衍生阵列催化剂是提高Ni-Ca双功能催化剂反应活性和稳定性的有效手段,并对其在甘油高效稳定制氢领域发展前景进行展望。

生物炭负载水滑石复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以甘蔗渣纤维为原材料,采用碳化法和共沉淀法制备改性生物炭类吸附材料BC@MnAl-LDHs,通过静态试验研究BC@MnAl-LDHs的投加量(0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g/L)、溶液初始pH(3、4、5、6、7、8)、污染物初始质量浓度(5、10、20、40、60、80、100 mg/L)、温度(298、303、308、313 K)和吸附反应时间(2、15、60、120、180、240、480、600、720 min)对其吸附Cr(Ⅵ)的影响,并运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、比表面积及孔隙度分析(BET)对吸附Cr(Ⅵ)前后的BC@MnAl-LDHs进行表征与分析,同时分析其吸附机理。结果表明:当BC@MnAl-LDHs投加量为2.0 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH为3时,Cr(Ⅵ)去除率可达95%以上,改性提高了甘蔗渣活性炭对Cr(Ⅵ)的去除效率;BC@MnAl-LDHs对Cr(Ⅵ)的吸附等温线更符合Freundlich吸附模型,在313 K下,用Langmuir模型拟合得到其饱和吸附量为56.42 mg/g,符合拟二级动力学模型,吸附过程为多分子层、自发、吸热的化学吸附过程;BC@MnAl-LDHs含有丰富的含氧官能团,有助于其对Cr(Ⅵ)的去除,BC@MnAl-LDHs对Cr(Ⅵ)的吸附作用主要包括氧化还原、离子交换和静电吸附。

Fe-Ti-LDHs层状双金属材料的制备及表征

为了解决传统制备方法在制备新型Fe-Ti-LDHs层状双金属材料存在着表征粗糙度高的问题,对制备方法进行优化设计.准备电极材料、功能膜材料、催化材料等所需的制备试剂和原料,安装材料的制备仪器装置,选用成核晶化隔离方法作为制备的合成方法,按照制备的工艺流程分别对催化剂、Fe离子溶液和Ti离子溶液进行制备;从X射线衍射、红外光谱和层间排列三个角度进行表征验证实验,并得出结论:使用设计制备方法比传统方法制备出的材料表征粗糙度低7.2%,材料性能更稳定.

新型LDHs基缓释碳源的制备及应用

以羟甲基纤维素钠(CMC)为负电离子,选用4种金属离子(Fe^(3+)、Al^(3+)、Ni^(2+)、Mg^(2+)),以共沉淀法制备4种基于层状双金属化合物(LDHs)的缓释碳源材料.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和缓释性能分析,筛选出释碳量大、稳定缓释的FeNi-LDH-CMC碳源材料.通过响应面实验确定了FeNi-LDH-CMC、聚乙烯醇(PVA)、CMC的最佳质量分数为7.77%、4.02%、1.02%,此时制备的LDHs基滤料释碳系数为4.40,最大COD释放值为320.96 mg·g^(−1).最后构建反硝化生物滤池,对模拟低碳氮比废水进行脱氮处理.结果表明,HRT=3 h时,反硝化滤池对TN平均去除率仅为32.4%,氮负荷为(0.0960±0.0082)kg·m^(−3)·d^(−1) N,而投加LDHs基滤料使滤池TN去除率提高了35.32%—38.46%,氮负荷提高了(0.118±0.0092)kg·m^(-3)·d^(−1) N;在投加LDHs基滤料后,5种反硝化功能基因(napA、narG、nirS、nirK、nosZ)的丰度均有显著增加(P<0.05),提高了反硝化的各个阶段脱氮效率.研究结果表明LDHs基缓释碳源在反硝化滤池中可强化低碳氮比废水深度脱氮,是一种潜在应用于废水深度脱氮的新型材料.