摘要：以硫酸钛为原料,活性炭纤维(ACF)为载体,通过水解法制备出光催化剂(TiO2/ACF)。利用SEM、XRD等技术对其进行表征确认,ACF表面负载有大量以锐钛矿型为主的TiO2。在考虑工艺操作的应用性,以及反应器中的光-固(催化剂)-液(反应器溶液)-气(空气)等各要素之间的良好接触和匹配关系的情况下,设计、制作光催化氧化反应器。以主波长为254 nm的紫外灯作为光源,利用制备的TiO2/ACF光催化降解苯酚溶液,考察了动态条件下苯酚的去除效果。结果表明:在苯酚初始质量浓度为40 mg/L,废水pH=7.5,反应器内紫外灯光强为1.75 W/L,通入空气量Q=2.6 mL/(min.L)的情况下,当废水在反应器内HRT约为7.67 h时,苯酚去除率可达91%,COD去除率约为79%。

摘要：植物光合作用是吸收光能,把CO_(2)和水转化成富能有机物,同时释放氧气的过程.受此启发,利用太阳光将CO_(2)转化为碳氢燃料的人工碳中和技术引起了广泛关注.人工光合作用能否成功实施取决于光催化剂的设计制备.无机半导体已被广泛研究用于CO_(2)光还原反应(CO_(2)PRR),但其存在金属氧化物的带隙较宽且难以调节、导致光吸收较差和金属硫化物的光腐蚀问题严重等明显的缺点.此外,高载流子复合率和低比表面积会影响光催化效率,从而限制光子利用.因此,基于有机聚合物的无金属催化剂因其突出的可设计调控性而被提出,其中,具有超高比表面积的材料—多孔芳香骨架(PAFs)聚合物是研究热点之一,但是传统PAFs材料多为二维平面结构,用于光催化的无金属三维PAFs报道较少.此外,具有孤对电子的杂原子(N,B,F)修饰的材料可以与CO_(2)分子产生特定的偶极-四极相互作用,提高材料对CO_(2)的吸附和活化能力,是提升有机聚合物光催化剂性能的有效策略.本文采用Sonogashira-Hagihara偶联将具有不同共轭程度的芳香炔烃(2,2’,7,7‘-四乙炔基-9,9’-螺二芴,SPF-T;四(4-乙炔基苯基)甲烷,TEPM-T;1,1,2,2-四(4-乙炔基苯基)乙烯,TEPE-T)与含有N杂原子的Tröger碱聚合制备了具有三维结构的多孔芳香骨架聚合物X-TB-PAFs(X=TEPE,TEPM,SPF).通过X-射线衍射、红外光谱、13C核磁共振(NMR)以及1H NMR等表征手段验证了目标聚合物的成功合成.通过紫外-可见光谱和Mott-Schottky曲线测试研究了聚合物具体的能带结构,发现三种PAFs聚合物材料在热力学上同时满足光催化CO_(2)-CO的还原反应条件(Eθ=-0.51 ***,pH=7)和光催化H2O-O_(2)的氧化条件(Eθ=0.82 V ***,pH=7).V形骨架结构的Tröger碱(TB)单元和芳炔的结合赋予了聚合物刚性稳定的孔隙率以及较高的比表面积,材料中的多孔结构可以使其暴露更多的活性位点,三维框架结构为反应物接近活性位点提供了丰富的开放式空腔,这些都有利于材料对CO_(2)的捕获,增强催化剂对CO_(2)的吸附/活化能力.此外,炔基充当连接通道还可以增强体系的载流子迁移率,提升材料的光催化性能.密度泛函理论计算和光电性能测试结果表明,TB官能团引入带来的分子内极化和电子陷阱位点的优势,其与三维共轭网络结构一起协同调节了光生载流子的分离和反应位点分布.三种三维PAFs中,基于全共轭结构TEPE-T的TEPE-TB-PAF表现出最高效的光生载流子传输与分离效率,在没有助催化剂和牺牲剂的情况下表现出较好的光催化CO产率(194.50μmolg^(-1)h^(-1))和近乎单一的选择性(99.74%).全共轭TEPE-T的引入和分子内极化的存在可以促进框架内载流子的分离和迁移.材料中的电偶极矩(从负电荷到正电荷)指向TB中含有叔氮官能团的桥接位点,使其成为明确的催化反应位点.光电流和阻抗测试结果表明,TEPE-TB-PAF具有更好的电子-空穴分离能力和更小的电荷迁移位阻.三维框架构建产生的多重散射截面可以促进材料中的光子吸收,从而提高其光催化性能.理论计算和原位漫反射傅立叶变换红外光谱结果表明,材料中CO解吸的低能垒和*CHO形成的高能垒是TEPE-TB-PAF高CO产率和选择性的根本机制.综上,本文为多功能高效有机聚合物光催化剂的合成提供了有效途径,并为同时改善光催化剂的转化率和选择性提供了借鉴.

摘要：研究了SBR中不同质量浓度的Cd2+对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程的影响。实验结果表明:低ρ(Cd2+)(0.1 mg/L)可促进硝化反应的进行,而高ρ(Cd2+)(大于3.0 mg/L)会对硝化反应产生抑制作用;Cd2+的加入导致反硝化速率降低,且对同步硝化反硝化脱氮效率产生一定抑制作用;另外低ρ(Cd2+)还可促进COD的去除,但Cd2+的加入导致TN去除率下降。

摘要：在自行设计的微波辐射滴流床反应器中,以对硝基酚（PNP）配水溶液作为滴流液,采用颗粒活性炭作为催化剂,考察了滴流液的pH（1～11）、总有机碳（TOC）质量浓度（2～8 g/L）、不同种类均相催化剂对处理效果的影响.结果表明：对于含有Fe3＋盐15 g/L、pH为5、TOC质量浓度为8 g/L的对硝基酚溶液,在微波功率800 W、微波辐射60 min、固液比20∶1的条件下,矿化率可达88.9%,比单独活性炭作为催化剂提高了11.5%;机理分析表明,Fe3＋盐进入微波反应器,有一部分吸附在活性炭上,在高温作用下形成了无定形的铁氧化物,有利于活性炭吸收微波.

摘要：利用TiO2/ACF,以主波长为254 nm的紫外灯为光源,光催化氧化反应器内的苯酚溶液,考察了动态条件下苯酚的去除效果.结果表明:设计、制作的光催化氧化反应器优化了水力条件,强化了光源利用;在动态条件下,TiO2/ACF光催化氧化去除苯酚主要影响因素有溶液pH、光强、废水流速、水力停留时间(HRT)、通氧条件等.在苯酚初始浓度为40 mg/L,废水pH=7.5,反应器内紫外灯光强为1.75 W/L,起搅拌、充氧作用的空气量Q=2.6 mL/(min.L),苯酚废水流量为0.05 L/min,即废水在反应器中的HRT约为7.67 h时,苯酚去除率可达91%,COD去除率约为79%.

摘要：本实验通过超临界水氧化的方式对邻氨基苯酚进行催化氧化研究。探讨了以浸渍法所制备的CuO/CeO2/γ-Al2O3、Fe2O3/CeO2/γ-Al2O3和Mn2O3/CeO2/γ-Al2O3 3种催化剂对超临界水氧化降解邻氨基苯酚的影响。设计正交实验探究最佳的催化剂的制备方案以进行对邻氨基苯酚的超临界水氧化反应。本实验采用的实验装置为盐浴间歇式超临界水氧化(SCWO)实验装置、通过浸渍焙烧的材料作为超临界水氧化的催化剂,氧气作为实验的氧化剂,并以化学需氧量(COD)去除率反映超临界水氧化效果,本次实验通过催化剂Mn2O3/CeO2/γ-Al2O3的COD降解效果最佳,达到71.42%,比无催化剂的超临界水氧化降解效果提升33.6%。通过X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析发现Mn2O3有着良好的热稳定性,有助于提升良好的热稳定性。

摘要：介孔硅材料由于具有大的比表面积,均一的孔结构和大的孔径,常被用于分离、吸附和催化等领域.本文综述了近年来国内外介孔硅材料及其负载型催化剂去除各类挥发性有机物(VOCs)的研究进展,主要包括烃类、甲醇、甲醛、丙酮、苯、甲苯、萘、乙酸乙酯等.讨论了介孔硅材料的结构对VOCs吸附过程的影响;介绍了不同催化剂消除各类VOCs的催化性能及反应机理,并重点评述了甲苯在不同催化剂上的研究进展.分析结果表明,介孔硅材料的表面环境、孔道结构以及宏观形貌是影响VOCs分子在介孔硅材料上吸附的主要因素;贵金属催化剂的应用需要提高其抗中毒性以及降低成本;过渡金属的研究应着重于研发高活性的负载型过渡金属复合氧化物催化剂.最后对国内外介孔硅材料及其负载型催化剂的发展进行了展望,今后催化剂的设计可以从"氧化硅载体"和"介孔孔道"两个方面展开,这将为设计合适的催化剂处理各类VOCs污染物提供一定参考.

摘要：在磁力泵滑动轴承的实际设计过程中,应该综合考虑润滑、冷却、防止颗粒划伤等因素,同时兼顾泵的效率要求。基于轴瓦内侧开设导流槽、轴瓦分布圆孔的设计思路,设计了11种不同结构的磁力泵径向滑动轴承,并对其进行有限元计算,分析了不同结构径向滑动轴承的力学性能,初步总结了导流槽及轴瓦圆孔在自润滑轴承设计中的应用规律。