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高级氧化技术的研究现状及发展展望

工业催化 2024年第2期32卷 26-33页

作者：杨爽王雪峰范雪健裴振安路阳卫皇瞾中钢集团鞍山热能研究院有限公司辽宁鞍山114044 中化二建集团有限公司山西太原030021 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023

为实现“绿水青山”的环保目标,废水治理技术还需要不断地优化改善。高级氧化技术因其高效、快捷、方便等优点,在众多废水处理技术中脱颖而出。本文针对电催化氧化技术、湿式氧化技术、湿式催化电氧化技术、电芬顿氧化技术等多种高级氧... 详细信息

为实现“绿水青山”的环保目标,废水治理技术还需要不断地优化改善。高级氧化技术因其高效、快捷、方便等优点,在众多废水处理技术中脱颖而出。本文针对电催化氧化技术、湿式氧化技术、湿式催化电氧化技术、电芬顿氧化技术等多种高级氧化技术在废水处理中的技术原理、发展现状及在应用中的优缺点进行了综述,并对高级氧化技术的未来发展进行了展望。

关键词：三废处理与综合利用废水处理化学氧化高级氧化技术发展展望

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限域单原子催化剂制备及其催化湿式氧化性能

精细化工 2022年第7期39卷 1426-1433页

作者：张立涛安路阳尹健博裴振靳承煜卫皇曌中钢集团鞍山热能研究院有限公司辽宁省钢铁行业废水深度处理技术工程研究中心辽宁鞍山114044 中科院大连化学物理研究所辽宁大连116023

采用原位合成法将Ni单原子限域的Ni-N掺杂碳纳米管(NCNT)结构架构建到活性炭(AC)表面制备了Ni-NCNT/AC载体,再利用浸渍法制备了负载金属Ru催化剂(Ru@Ni-NCNT/AC),然后评价了其在催化湿式氧化乙酸过程中总有机碳的去除率。通过SEM、TEM、... 详细信息

采用原位合成法将Ni单原子限域的Ni-N掺杂碳纳米管(NCNT)结构架构建到活性炭(AC)表面制备了Ni-NCNT/AC载体,再利用浸渍法制备了负载金属Ru催化剂(Ru@Ni-NCNT/AC),然后评价了其在催化湿式氧化乙酸过程中总有机碳的去除率。通过SEM、TEM、X射线吸收精细结构光谱(XAFS)、XPS、H_(2)-TPR和一氧化碳-漫反射傅里叶变换红外光谱(CO-DRIFTS)对样品的形貌、结构、元素价态、表面吸附和化学性质进行了表征和分析。此外,采用密度泛函理论计算了O_(2)和乙酸分子在催化剂表面的吸附构型及吸附能。结果表明,Ni单原子作为催化助剂能通过改变基底材料的电子特性促进表面贵金属发挥更高的催化氧化乙酸的活性。在温度250℃、压力6.5 MPa条件下,连续运行240h,乙酸的去除率持续稳定在95%以上,催化剂具有较高活性和良好的稳定性。

关键词：碳纳米管限域单原子湿式氧化助剂催化技术

基于氮掺杂碳负载铁催化剂的硫代硫酸盐催化空气氧化

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环境工程学报 2023年第8期17卷 2556-2564页

作者：张亚峰安路阳韩洪庆王静靳承煜卫皇曌中钢集团鞍山热能研究院有限公司鞍山114044 辽宁省钢铁行业废水深度处理技术工程研究中心鞍山114044 鞍山市工业和信息化局鞍山114002 中国科学院大连化学物理研究所大连116023

焦化脱硫废液中硫代硫酸盐严重制约高品质硫氰酸盐产品提取。利用马铃薯薯渣为碳源,通过热处理技术制备氮掺杂碳负载铁催化剂(Fe-NCNT/PC),采用N_(2)物理吸附仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对催化剂的表面积、微观形貌和表面结构... 详细信息

焦化脱硫废液中硫代硫酸盐严重制约高品质硫氰酸盐产品提取。利用马铃薯薯渣为碳源,通过热处理技术制备氮掺杂碳负载铁催化剂(Fe-NCNT/PC),采用N_(2)物理吸附仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对催化剂的表面积、微观形貌和表面结构特征进行了表征,考察了其对HB、LN 2种脱硫废液中硫代硫酸盐的催化空气氧化性能。结果表明,Fe-NCNT/PC具有微-介孔结构和FeNx限域结构,焙烧温度的升高会降低催化剂活性和稳定性,最适焙烧温度为700℃;当Fe-NCNT/PC-700用量1.5 g、氧化时间6 h时,HB、LN脱硫废液中硫代硫酸盐的去除率可达95%;脱硫废液氧化后pH显著降至酸性,Fe-NCNT/PC-700的限域结构能够防止活性组分铁流失。此外,Fe较其他过渡金属(Mn、Cu、Co、Ni)对硫代硫酸盐催化空气氧化活性更佳。

关键词：焦化脱硫废液硫代硫酸盐催化空气氧化碳纳米管

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改性污泥炭催化氧化处理间甲酚废水

化工环保 2022年第3期42卷 268-273页

作者：张立涛安路阳卫皇曌尹健博李红欣中钢集团鞍山热能研究院有限公司辽宁省钢铁行业废水深度处理技术工程研究中心辽宁鞍山114044 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023

用硝酸改性污泥炭表面官能团制备污泥炭催化剂SC-G,采用SEM、N_(2)物理吸附、TPD和XPS对催化剂的形貌、结构和表面官能团进行表征。结果表明,硝酸改性的SC-G保持了原有的柱状形态,催化剂表面C—O及C=O官能团含量下降,有利于提高催化剂... 详细信息

用硝酸改性污泥炭表面官能团制备污泥炭催化剂SC-G,采用SEM、N_(2)物理吸附、TPD和XPS对催化剂的形貌、结构和表面官能团进行表征。结果表明,硝酸改性的SC-G保持了原有的柱状形态,催化剂表面C—O及C=O官能团含量下降,有利于提高催化剂的催化氧化性能。SC-G作为湿式H_(2)O_(2)氧化(CWPO)催化剂,间歇反应30 min后,对目标污染物间甲酚的去除率达97.6%。CWPO连续评价中,480 h内间甲酚的去除率大于85%,活性稳定性较好。SC-G催化的非均相CWPO反应中,主要的活性氧化物质是·OH。动力学模型为准一级动力学模型。

关键词：湿式过氧化氢氧化间甲酚污泥炭表面含氧官能团

催化湿式氧化法处理高浓度含氰废水的实验研究

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催化湿式氧化法处理高浓度含氰废水的实验研究

作者：安路阳大连工业大学

学位级别：硕士

含氰废水对人体和生态系统的危害很大，因此世界各国对含氰废水的处理都非常重视。催化湿式氧化法特别适用于处理高浓度有毒有害的、难以用常规方法进行处理的废水，具有高效、节能和无二次污染等突出的优点，也是一种很有发展前途的含... 详细信息

含氰废水对人体和生态系统的危害很大，因此世界各国对含氰废水的处理都非常重视。催化湿式氧化法特别适用于处理高浓度有毒有害的、难以用常规方法进行处理的废水，具有高效、节能和无二次污染等突出的优点，也是一种很有发展前途的含氰废水处理方法。本文以KCN水溶液模拟含氰废水，研究了Cu系催化剂催化湿式氧化高浓度含氰废水的一般规律，着重考查了Cu系催化剂的制备方法与其活性和稳定性之间的关系，确定了催化湿式氧化高浓度含氰废水的最优工艺参数。首先采用柠檬酸溶胶凝胶法制备出了CuO催化剂，通过考察催化剂的制备条件，发现在硝酸铜/柠檬酸(摩尔比)为1，制备温度为60℃，130℃下干燥，600℃下焙烧4h所得到的催化剂催化湿式氧化CN效果最好。在CN初始浓度2000mg/L，催化剂投加量0.5g/L，反应温度130℃以及氧气分压0.6MPa，搅拌速度600r/min，pH为8的条件下反应60min，CN去除率可达80%以上。其次以浸渍法制备了CuO/γ-AlO催化剂，确定了最佳制备工艺条件：以铜离子浓度为6%的Cu(NO)溶液为浸渍液，浸渍温度为25℃，浸渍时间为6h，焙烧温度为400℃，焙烧时间为4h。相同条件下催化湿式氧化高浓度含氰废水，去除率略低于CuO催化剂但Cu溶出量却大幅度降低，采用XRD对反应前后的CuO/γ-AlO催化剂进行表征分析，得出催化剂失活的原因是载体的高温相变及活性组分大量流失造成的。最后以Ce为助剂对CuO/γ-AlO催化剂进行掺杂改性，用分层浸渍的方法制备出负载型CuO-CeO/γ-AlO催化剂，通过XRD表征说明Ce的掺杂有效解决了载体的高温相变及活性组分大量流失的问题。相同条件下催化湿式氧化高浓度含氰废水，CN去除率可达90%以上。

关键词：催化湿式氧化含氰废水 CuO CuO/γ-Al2O3 CuO-CeO2/γ-Al2O3

超结构碳催化剂催化过硫酸盐降解间甲酚性能研究

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环境污染与防治 2022年第11期44卷 1462-1466页

作者：安路阳张立涛卫皇曌靳承煜马红超张亚峰中钢集团鞍山热能研究院有限公司辽宁省钢铁行业废水深度处理技术工程研究中心辽宁鞍山114044 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 大连工业大学轻工与化学工程学院辽宁大连116034

以薯渣为原料,经碳化处理后采用原位合成法制备了氮掺杂碳纳米管超结构碳(Ni-NCNT/PC)催化剂。采用电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-MS)对Ni-NCNT/PC的形貌、结构和元素形态进行了表征。结果表明... 详细信息

以薯渣为原料,经碳化处理后采用原位合成法制备了氮掺杂碳纳米管超结构碳(Ni-NCNT/PC)催化剂。采用电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-MS)对Ni-NCNT/PC的形貌、结构和元素形态进行了表征。结果表明,该催化剂具有微、介孔结构,表面生长了大量的碳纳米管,形成了具有较高稳定性的NiN结构,限域结构对过渡金属具有较强的锚定作用,可以很好地防止催化剂中活性组分的流失。以间甲酚为降解目标污染物,推断了催化剂对过硫酸盐催化氧化间甲酚的机理。

关键词：超结构碳纳米管催化氧化

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鞍山型铁尾矿综合利用现状及发展展望

中国资源综合利用 2023年第2期41卷 103-108页

作者：杨爽安路阳崔晓东张亚峰中钢集团鞍山热能研究院有限公司鞍山市工业和信息化局辽宁鞍山114002

鞍山型铁尾矿作为我国典型的尾矿类型之一,具有高硅、贫铁、年产生量大、综合利用价值大等特征。本文对歪头山、齐大山、大孤山等具有代表性的鞍山型铁尾矿进行化学成分简述,重点分析鞍山型铁尾矿的综合利用现状,展望其未来发展趋势。

关键词：鞍山型铁尾矿综合利用开发

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菱镁矿尾矿综合利用研究进展

矿产保护与利用 2022年第6期42卷 128-140页

作者：张亚峰安路阳崔晓东杨爽中钢集团鞍山热能研究院有限公司辽宁鞍山114044 鞍山市工业和信息化局辽宁鞍山114002

我国菱镁矿储量、产量和出口量均居世界首位,同时菱镁矿开采加工过程中会产生大量尾矿。在概述菱镁矿尾矿矿物组成和化学成分的基础上,重点阐述菱镁矿尾矿在建筑材料(水泥、混凝土及膨胀剂、墙体材料、微晶玻璃)、耐火材料(镁砂、镁橄... 详细信息

我国菱镁矿储量、产量和出口量均居世界首位,同时菱镁矿开采加工过程中会产生大量尾矿。在概述菱镁矿尾矿矿物组成和化学成分的基础上,重点阐述菱镁矿尾矿在建筑材料(水泥、混凝土及膨胀剂、墙体材料、微晶玻璃)、耐火材料(镁砂、镁橄榄石、溅渣护炉改质剂)、化工产品(氧化镁、氢氧化镁、镁盐)和环保药剂(水处理剂、烟气净化剂、土壤修复剂)领域综合利用研究现状,指出菱镁矿尾矿综合利用领域存在的问题并针对未来发展提出建议。

关键词：菱镁矿尾矿综合利用建筑材料耐火材料镁质化工产品环保药剂

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中间层为聚吡咯的复合电极深度处理焦化废水

化工进展 2020年第10期39卷 4256-4267页

作者：杨丙衡安路阳张立涛宋迪慧刘合鑫中钢集团鞍山热能研究院辽宁鞍山114000 辽宁省钢铁行业废水深度处理技术工程研究中心辽宁鞍山114000 环境工程院士工作站辽宁鞍山114000

电催化技术深度处理焦化废水仍受极板导电性和催化活性制约而无法广泛应用。本文在以掺杂锑的二氧化锡的钛网(Ti/SnO2-Sb)为底层、以掺杂铈的二氧化铅(PbO2-Ce)为顶层的二维结构之间插入良好导电性的非离子型高聚化合物聚吡咯(PPy),形... 详细信息

电催化技术深度处理焦化废水仍受极板导电性和催化活性制约而无法广泛应用。本文在以掺杂锑的二氧化锡的钛网(Ti/SnO2-Sb)为底层、以掺杂铈的二氧化铅(PbO2-Ce)为顶层的二维结构之间插入良好导电性的非离子型高聚化合物聚吡咯(PPy),形成具有三维结构的Ti/SnO2-Sb/PPy/PbO2-Ce电极能够增加电流效率,提高催化活性。分别通过X射线衍射图谱、高分辨率透射电子显微镜、X射线光电子能谱和热重分析来表征电极的结构、元素的化学状态和热稳定性,通过线性扫描伏安法和循环伏安法测试电极的电化学表面行为。分析表明,铈的掺杂使极板羟基自由基(·OH)产生量有较大增幅;PPy中间层的插入增强了电极热稳定性,使电流效率提升至7.55%。电化学分析表明Ti/SnO2-Sb/PPy/PbO2-Ce电极具有较高的活性表面积和析氧电位。为使极板达到最佳应用条件,通过响应面法得到一组预测优化参数:电流密度161.18A/m2,电解质浓度5.90g/L,极板间距1.58cm,初始pH为9.05。在最优条件下,对焦化废水的降解效率达到90.47%,能耗为0.787kW·h/g,并据此对可能得催化氧化原理提供预测。

关键词：电化学焦化废水二氧化铅电极响应面法环境催化