雷尼镍的磷量子点改性及其催化加氢脱硫性能

高硫燃油燃烧产生的排放会对环境造成巨大的破坏,严重影响人类的生存,开发高效的加氢脱硫催化剂至关重要。本文以雷尼镍为前体,首次使用磷量子点和商业红磷对非负载型(雷尼镍)催化剂进行改性,并系统探究了改性条件(改性温度、用量、反应温度)对催化剂加氢脱硫(DBT)性能的影响,采用BET比表面积测试、X射线衍射仪、扫面电子显微镜、透射电子显微镜、能量色散光谱和X射线光电子能谱等技术手段进行表征。结果发现,磷量子点改性催化剂的性能明显提升,改性催化剂孔径增大和磷量子点与镍的强相互作用是催化剂性能提升的主要原因。较大的孔径有利于DBT分子扩散,与磷量子点作用生成的带正电Ni^(δ+)物种将有利于DBT的吸附,进而提高催化剂的加氢脱硫性能,并在最佳实验条件下得到了99.1%的DBT转化率。

非离子Gemini表面活性剂分子在水中的聚集行为

通过实验和耗散粒子动力学模拟相结合的方法,研究了非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中的聚集行为和表面活性剂分子在水-气界面的分布情况。结果表明:10个环氧乙烷(EO)的α,α′-[2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇]双[ω-羟基-聚(环氧乙烷)](S-10)的单体和团簇共存于低浓度溶液中。随着浓度的增加,表面活性剂分子聚集成球状胶束且尺寸增大;当球状胶束的尺寸增加到一定程度时,它们不能稳定存在并聚集成棒状胶束。在水-气界面处,表面活性剂分子或垂直或水平分布,但是随着浓度的增加,疏水基团垂直插进空气,而EO段在水中呈不规则的锯齿形分布。随着EO链段长度的增加,S-4、S-10和S-30的最小吸附分子截面积逐渐增大,这就是随着表面活性剂的EO段长度增加而润湿性降低的原因。实验与模拟相结合的方法为研究非离子Gemini表面活性剂的聚集行为提供了新的思路,通过模拟结果可以快速判断实验的准确性。

酸洗-电沉积联用技术回收垃圾焚烧飞灰中的重金属

垃圾焚烧飞灰中的重金属浸出能力强、毒性大,属于危险废物,若处置不当将会对环境造成严重污染。采用酸洗-电沉积联用技术,考察硝酸浓度、液固比和酸洗时间对重金属去除率的影响,研究电沉积电压和时间对酸洗废液中重金属回收率的影响,同时评估处理后飞灰的浸出毒性。结果表明,在浓度为2 mol·L^(-1)、液固比为25的硝酸中浸渍洗涤60 min条件下,酸洗能成功去除飞灰中95.26%的Zn、83.06%的Pb、72.62%的Cu和97.85%的Cd;在电压为14 V,电沉积4 h的条件下可回收酸洗废液中95.80%的Zn、99.04%的Pb、79.95%的Cu和90.37%的Cd。对Zn、Pb、Cu、Cd的连续提取和浸出毒性测试表明,处理后飞灰易浸出组分占比降低,残余态物质占比提高,重金属浸出质量浓度符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)要求,可直接进行填埋或作为非危废固体进行资源化利用。本研究结果可为飞灰中重金属脱除和回收利用提供参考。