采用水热法晶化得到纳米板状孪晶型HZSM-5,通过NaOH或TPAOH处理调变ZSM-5的孔结构。结果表明,NaOH处理将贯通的介孔结构引入微孔ZSM-5中,而TPAOH处理得到多空腔结构,空腔通过微孔与外界连通。对具有不同孔结构的ZSM-5进行Zn改性,并用于甲醇制芳烃反应。通过XRD、SEM、TEM和氩气物理吸附分析不同样品的结构;利用NH3-TPD测定不同样品的酸量;通过XPS分析不同样品的Zn状态。具有多空腔结构的Zn/HZ-TPAOH催化剂的芳烃选择性大幅提升,同时催化剂寿命明显增加,具有连通介孔结构的Zn/HZ-NaOH寿命又明显长于具有多空腔结构的Zn/HZ-TPAOH。
合成了一种新材料聚丙烯酸-b-聚苯乙烯包埋纳米Fe/Ni颗粒(PAA-b-PS-Fe/Ni),并对1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-TCA)的选择性脱氯效果进行了评价。由于PAA-b-PS可以防止零价铁团聚,PAA-b-PS包埋纳米Fe/Ni双金属颗粒的平均尺寸约为50 nm。在1.0 g/L Fe/Ni(Ni/Fe质量比为2%)和0.5 g/L PAA-b-PS的包埋质量浓度下,脱氯反应在240 min后达到平衡,并对200 mg/L的1,1,1-TCA的去除效率最佳(87.5%)。PAA-b-PS-Fe/Ni对1,1,1-TCA的去除效率与无机阴离子(NO3-、HCO3-和SO42-)无关,去除效率均约为88%。然而,腐植酸对1,1,1-TCA的降解有很大影响。总之,PAA-b-PS包埋纳米Fe/Ni颗粒具有选择性,并且对于降解地下水中1,1,1-TCA非常有效。
采用共沉淀法制备用于甘油氢解制备1,2-丙二醇的Cu-ZnO-Al2O3催化剂,考察了不同沉淀剂对催化性能的影响。结果表明,以NaOH+Na2CO3为沉淀剂制备的Cu-ZnO-Al2O3催化剂具有较高的催化活性,在温度210℃、压力5 MPa的条件下反应12 h,甘油转化率达到98.3%,1,2-丙二醇的选择性为93.1%,催化剂重复使用5次依然具有较高的活性。利用BET、XRD、H2-TPR和NH3-TPD分析手段对催化剂进行表征,结果发现不同沉淀剂直接影响Cu-ZnO-Al2O3催化剂的物相结构、还原性质和表面酸性,并导致催化剂性能发生显著变化。
为预测酸雨沉降对重金属含量较大的再生铅厂区土壤重金属浸出规律的影响,以湖北省某大型再生铅企业厂区的土壤样品为研究对象,考察了土壤中Pb、Zn浸出和Al、Fe活化规律。试验结果表明,Pb、Zn的浸出率随乙酸浓度、液固比以及浸出时间的增加而上升。随着浸出pH的增大,浸出率呈先增加后减小的趋势;在乙酸浓度为2.4 mol/L、液固比为10、pH为3.5、浸出时间为12 h时,Pb的最高浸出率达76.4%,Zn仅为23%,表明用乙酸作浸出剂时,Pb比Zn更易从土壤中释放,乙酸对Al和Fe的最高浸出率分别为1.41%和0.61%,所占土壤矿物组分比重极小,基本不影响土壤的正常生态功能。基于Medusa热力学软件研究乙酸浸出土壤过程中重金属的迁移规律,为揭示铅锌浸出和铝铁活化规律提供理论支撑。
为制备力学性能较好的聚丙烯腈(PAN)中空碳纳米纤维,首先通过正交试验研究了PAN聚合参数对聚合反应的影响,然后选取适宜于纺丝的PAN进行同轴静电纺丝、预氧化、碳化,对得到的中空碳纳米纤维进行表征。结果表明,引发剂用量(A)对PAN相对黏均分子质量的影响最大;第二单体衣康酸浓度(B)对PAN环化放热的影响最大;第三单体丙烯酸甲酯浓度(C)对PAN聚合收率的影响最大。SEM分析结果表明,PAN中空碳纳米纤维横截面具有明显的中空结构,纤维表面较为致密。BET测试结果表明,PAN中空碳纳米纤维的孔容为0.069 69 cm3/g,比表面积为55.719 m2/g。
采用水热法制备NiCr水滑石,然后将水滑石与磁性基质Fe3O4进行组装,合成磁性NiCr水滑石。通过XRD、SEM、FT-IR、BET、VSM等手段对Fe3O4/NiCr-LDHs的性能进行了表征。以刚果红为目标污染物,考察了吸附时间、溶液初始pH、吸附剂投加量、溶液初始质量浓度等对吸附效果的影响,并对吸附动力学、等温线、吸附热力学进行了探讨。结果表明,在25℃、pH 4.5条件下,0.050 g的Fe3O4/NiCr-LDHs对质量浓度为50 mg/L的刚果红去除率达96.68%。吸附动力学和热力学研究表明,磁性NiCr水滑石对刚果红的吸附符合Langmuir等温吸附方程,吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程是自发进行,且在外部磁场作用下该磁性NiCr水滑石能够实现快速分离回收。
通过溶胶-凝胶法制备了Cu-Fe-TiO2/凹凸棒催化剂,并用FT-IR、XRD和SEM技术对其结构进行表征。采用电絮凝-催化氧化联合工艺对酱油废水进行处理,通过单因素法优化了各反应条件。结果表明,催化剂主要呈棒状或块状结构,TiO2主要分布在凹凸棒表面或层间,部分Cu、Fe掺入了TiO2晶格,Cu-Fe-TiO2/凹凸棒催化剂复合成功。在电压为25 V、pH为8、反应时间为30 min的情况下进行电絮凝后,调节废水pH为2左右,加入5 mL 0.05 mol/L的K2S2O8,与1 g/L自制的催化剂进行催化氧化处理,出水与原废水相比,脱色率达99.8%,COD去除率达69.5%,处理效果较好。
采用自制截留分子质量为3 000 Da的PES/TiO2杂化精密超滤膜处理废切削液,用油滴粒径分布与红外光谱分析比较了废切削液处理前后的变化,探讨回配切削液中渗透液所占体积分数对理化性能和稳定性的影响,依据渗透通量、化学需氧量(COD)变化、纯水通量恢复率选择了较优的操作参数和膜清洗剂配方。实验结果表明,该超滤膜对0.02 μm以上的乳化油滴、胶体、高分子质量物质截留,低分子质量的有效成分聚乙二醇滤过。由切削原液(10%)、渗透液(10%~50%)和蒸馏水配制的回配切削液具有优秀的理化性能和稳定性。确定了较优的操作条件:压差为0.4 MPa、料液流速为1.0 m/s,此时渗透通量达69 L/(m2·h),COD去除率达89.7%;十二烷基磺酸钠+异戊醇、盐酸两步清洗超滤膜,纯水通量恢复率达94.5%;此条件下废切削液的回收率达85.71%。
针对渤海Q油田原油黏度大、采出程度低的问题,对稠油掺稀油技术在渤海Q油田可行性进行了研究。分析了稠油稀油的基本性质,考察了稠油掺稀比例、含水率、温度、剪切速率对掺稀降黏的影响。综合考虑稀油成本等因素,选择适当的掺油方式和比例,以探索利用稀油降低稠油黏度、提高采收率的可行性。结果显示,随着温度升高,掺稀降黏体系的黏度降低;含水率增高,体系黏度增加。确定稠油掺稀比例为8∶2,同时发现在油田开发初期含水较低情况及稀油低速注入条件下有较好采出效果。Q油田进行稠油掺稀油开采,高部位稠油和深部位稀油储量比接近8∶2,与实验结论8∶2的掺油比接近,故从储量潜力角度评价,该技术在Q油田初期低含水开发阶段具有应用前景。
为了提高产品质量、降低柴汽比、增产化工原料,将350万t/a柴油加氢精制装置改造为300万t/a柴油加氢裂化装置,采用A公司HDS催化剂体相催化剂及加氢裂化催化剂级配来实现柴油加氢超深度脱硫时增产化工原料,装置改造中反应系统改动较少,主要集中在分馏部分。标定数据表明,加工直馏柴油工况,反应压力7.35 MPa,催化剂床层平均温度为340.2℃,重石脑油硫含量0.1 μg/g,氮含量0.3 μg/g,重石脑油收率达到17.82%,喷气燃料冰点为-55.9℃,烟点为28.5 mm,精制柴油硫含量5.5 μg/g,多环芳烃0.8%,达到国Ⅵ柴油标准。在多掺炼20%催化柴油工况,床层平均温度提高11℃,重石脑油收率达到12.98%,重石脑油质量可满足重整料要求,精制柴油达到国Ⅵ柴油标准。
采用常规反应精馏塔系分离具有最不利相对挥发度排序的四元可逆反应物系会要求反应精馏塔侧线出料具有过低的反应物浓度,这既不利于反应物的转化又增加了系统的能耗。为解决这一问题,可对常规反应精馏塔系做如下改进:从常规精馏塔引出一条气相物流加热反应精馏塔;在两塔连接物流中引入物质传递操作;将两塔集成于一个塔壳中,由此给出了一种新型的双隔壁反应精馏塔。该双隔壁反应精馏塔能够容忍左隔离壁顶端处轻反应物浓度较高。以四元理想反应物系的分离为例,对常规反应精馏塔系与该双隔壁结构进行比较与分析。结果表明,后者明显优于前者,具有较低的设备投资与操作能耗。基于化学平衡常数和产物摩尔分数进行摄动分析,所得结果也表明该双隔壁反应精馏塔的稳态性能具有较强的鲁棒性。
采用循环伏安法在玻碳电极(GCE)上沉积一层聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT),然后将多壁碳纳米管(MWCNT)悬涂在制备好的电极表面,制备出多壁碳纳米管/PEDOT复合修饰玻碳电极。通过循环伏安法研究双酚A在该修饰电极上的电化学行为,实验发现,在pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,双酚A在MWCNT/PEDOT-GCE上出现不可逆氧化峰,其峰电流与浓度在0.051~4.121 μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.024 μmol/L。结果表明,所制备的修饰电极增强了双酚A电化学信号,复合电极具有良好的稳定性、重现性和抗干扰能力。