Structural characteristics of zeolite/TiO2 composite and photocatalysis of toluene degradation

Zeolite/TiO2 composite photocatalysts were prepared by adding a certain amount of mordenite in TiO2, and degradation experiments on toluene through photocatalytic reactions were implemented. In this paper, these photocatalysts were characterized by using SEM, IR, RAMAN, XRD and UV-Vis to shed light on the microstructure and photocatalytic performance of the composite photocatalysts. The results indicated that the structural hydroxy of zeolite can participate in bonding reaction with TiO2, the addition of zeolite can greatly reduce the diameter of nanometer TiO2 particles in the composite photocatalysts, and enhance the ultraviolet light absorptance of the composite photocatalysts. When the percentage content of zeolite reached 20%, the photocatalytic performance of this catalyst would be highest, with the toluene conversion rate up to 94.58%.     

丝光沸石/TiO2复合体的特征及对甲苯光催化降解研究

在TiO2光催化剂的制备过程中加入一定比例的丝光沸石制备了丝光沸石／TiO2复合体光催化剂．对含甲苯废气进行光催化降解实验．同时运用X射线粉末衍射技术、红外光谱、激光拉曼光谱和紫外一可见漫反射光谱等技术对丝光沸石／TiO2复合体的结构特征和光催化性能进行研究结果表明：丝光沸石的加入能够显著地降低复合光催化剂中TiO2的纳米颗粒粒径、增强其对紫外光的吸收,同时复合光催化剂中TiO2与丝光沸石的结构羟基发生反应形成键合,从而增强了复合体的光催化活性。在丝光沸石和TiO2复合的质量配比为1：5时．复合光催化剂对甲苯的光催化降解率最高．达94．58％。     

低密度沸石复合填料的制备及其性能研究

以天然沸石为主要原料,水泥为粘结剂,发泡聚苯乙烯球形颗粒为内核,经复合、成球、筛分、养护,制备出粒径4~8 mm的免烧球形低密度沸石复合填料。对制备的材料进行了空隙率、表观密度、强度等性能测试。研究结果表明,制备低密度沸石复合填料的最优工艺组合条件为质量百分比沸石∶水泥=75%∶25%,自然条件下养护7~10d,此时制备的成品填料空隙率为47.4%,表观密度为1.23 g/cm3,强度为61.5 N,堆积密度为0.647 g/cm3。扫描电镜图像表明,挂膜前填料表面粗糙,内部存在大量孔隙,挂膜后表面和内部均有大量的微生物附着,与粉煤灰制备的陶粒相比,该填料挂膜微生物量提高了一倍。本研究制备的低密度沸石复合填料,用于在环境温度低于15℃下曝气生物滤池的挂膜启动运行,对氨氮的去除率达到96%,具有较好的氨氮去除效果,表明该复合填料在废水脱氮深度处理方面具有良好的应用前景。     

纳米TiO2/SiO2对甲苯-SO2体系气相光催化作用的影响因素

以纳米TiO₂/SiO₂为光催化剂、C₇H₈(toluene)-SO₂-O₂-TiO₂/SiO₂为重点研究体系,研究了甲苯的初始浓度、氧气含量、水蒸气含量和光强对甲苯光催化降解的影响。结果发现,甲苯的初始反应速率随其初始浓度的增加而增大,并最终趋于稳定;随着含氧量增加而不断增大,体积分数为25％时达到最大,之后逐渐减小;水蒸气的体积分数为0.4%时,甲苯降解速率最大;光强增加,甲苯增大反应速率, 3.0 mW/cm²时反应速率趋于定值。体系中引入SO₂促进了甲苯的初步降解,却抑制反应中间产物的进一步降解;同时甲苯的存在也抑制了SO₂的降解。     

TiO2/蛭石复合材料的制备及光催化性能研究

以天然层状蛭石为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/蛭石复合光催化材料,利用XRD、SEM、TG-DTA、FTIR和BET等分析技术对催化剂进行了表征,通过对甲基橙溶液的降解实验检测了其光催化活性。探讨了催化剂用量、甲基橙初始浓度、pH值、煅烧温度等对光催化效率的影响规律。结果表明:采用溶胶-凝胶法制备的TiO2/蛭石经过200℃焙烧后,具有较好的光催化效率,利用300 W的高压汞灯紫外光辐照90 min,甲基橙溶液的脱色率达99%,COD去除率达81%。     

天然沸石对提高TiO2光催化活性的作用

以天然沸石为载体,研究了其负载TiO2后对甲基橙溶液的光催化降解效果,探讨了TiO2与沸石的结合类型。通过对负载前后反应动力学模式变化的研究,阐释TiO₂/沸石体系的光催化反应进程。从复合前后样品的AFM、IR、发射光谱变化上看,部分TiO₂与沸石载体形成了新的Ti－O－Si或Ti－O－Al的化学键。光催化实验结果和动力学分析显示,在反应的初始阶段,当TiO₂中引入多孔的沸石载体后,催化剂对甲基橙的降解过程由原来纯粹的吸附控制模式向反应控制模式转变,但还没有达到纯粹的反应控制的程度。沸石载体是通过提高吸附过程的速率,来提升初始阶段的光催化反应速率（R₀）的。     

铁还原地下水环境中微生物降解苯和甲苯的碳源 专一性分析

文中研究在粒状铁化学还原三氯乙烯渗透反应格栅和生物降解苯和甲苯渗透反应格栅的联合格栅技术中,下游生物降解格栅中铁还原环境下微生物对苯和甲苯的生物降解。通过模拟粒状铁渗透反应格栅下游铁还原环境,主要研究微生物以苯、甲苯作为碳源时,对碳源的专一性。通过批实验发现,对于分别用苯和甲苯培养驯化的微生物,互换碳源后,微生物对2 000.00μg/L苯和甲苯的生物降解半衰期分别由之前的1.0和1.5 d减少到0.7和1.0 d,互换碳源后苯和甲苯的去除率分别增加38%和32%。在粒状铁渗透反应格栅下游生物降解渗透反应格栅中,微生物在铁还原环境下以苯、甲苯作为碳源时对碳源没有专一性,苯和甲苯可以同时被生物降解去除。     

优化与非优化复合锚固结构抗爆性能对比试验研究

优化复合锚固结构与非优化复合锚固结构均由土钉和在土钉端部设置的一定长度的经特殊处理的空孔段群即弱化孔群组成,二者的惟一差异是弱化孔长度不同,前者是优化的,后者是据经验确定的。为比较二者的抗爆性能,进行了对比试验研究。试验结果表明,非优化复合锚固结构的拱顶动应变峰值是优化复合锚固结构的2.1倍以上,非优化复合锚固结构的质点加速度峰值是优化复合锚固结构的2倍（拱顶）～5倍（底板）,并与宏观结果相吻合,优化复合锚固结构的临界破坏抗力是非优化者的2.1倍以上,极限破坏条件下,拱顶下凸大变形尺度和面层脱落范围,优化复合锚固结构仅为非优化复合锚固结构的25%和33%。     

河北围场天然沸石的矿物学特征及吸附性研究

河北承德围场地区含有储量丰富的天然沸石资源,然而目前关于该地区天然沸石的研究较少。本文利用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、红外光谱仪、比表面积及孔隙度分析仪和扫描电镜及能谱分析仪等对围场天然沸石的矿物学特征进行了研究,并分析了围场天然沸石对苯、甲苯和水蒸气等的吸附性。结果发现,该地区天然沸石主要含斜发沸石和石英,硅铝比为5. 3,样品中含有少量微孔和大量介孔,具有相对较高的比表面积;样品对苯、甲苯和水蒸气均具有良好的吸附效果。     

碎屑流冲击下桩梁组合结构拦挡效果及受力特征研究

以高位泥石流、碎屑流区桩梁组合新型拦挡结构为研究对象, 在总结已有桩梁组合结构的基础上, 运用颗粒流分析仿真程序、通用显示动力分析程序分别对碎屑流冲击下单排、多排桩林及桩梁组合结构拦挡效果、不同位置桩梁组合结构拦挡效果对比模拟以及桩梁组合结构受力特征模拟研究, 探讨了拦挡结构阻挡后碎屑流堆积特征和结构应力传递特征。计算结果表明: 碎屑流中较大粒径颗粒与拦挡结构、两侧沟道边界接触形成的桩-巨石力链拦挡效应可有效阻挡、迟滞后续碎屑流运动, 桩梁组合结构桩-巨石力链拦挡效应最佳; 第一排桩和第二排桩之间改流区进一步抑制了碎屑流速度; 桩梁组合结构在设计布置位置时, 一方面要考虑在碎屑流启动、势动转换过程中尽早抑制碎屑流速度, 另一方面仍需重视库容的设计, 谨防跃顶造成部分碎屑流逃逸, 在上述二者之间选择最优解进行位置布置; 碎屑流巨石冲击桩梁组合结构时, 冲击应力将通过连梁分散传递到后排桩, 连系梁两端连接部分的应力几乎达到屈服强度, 需加强配筋。     

多地貌单元复合场地非线性地震效应特征二维分析

针对由河漫滩、阶地、波状起伏的丘陵地带和残丘等组成的典型复合地形场地,基于ABAQUS软件的显式有限元并行计算集群平台,考虑土体的非线性特征,采用黏弹性人工边界模拟切除的无限域对地震波动的影响,建立了大尺度复合地形真实场地的二维有限元模型,并将基岩地震动视为SH波,分析了不同地貌单元复合场地地震效应特征。结果表明：地形差异引起地表各测点峰值加速度(PGA)及峰值位移(PGD)不同;在相同地震波入射下,河漫滩区地表PGA大于Ⅰ级阶地区域,但其PGD明显小于Ⅰ级阶地区域,且河漫滩区的峰值位移差动较小;场地地表水平加速度反应谱呈双峰及多峰现象,加速度在0.4～1.2 Hz频段放大较多,且加速度反应谱特性与输入地震动相关;特定频段（0.5～1.75 Hz）地震动放大效应与聚集效应比较明显,频率小于0.2 Hz及大于2 Hz时,场地地震动放大特征不显著。低丘区的敏感频率段宽于河漫滩区;观测点的位置影响相应的水平加速度持时大小,局部地形变化将引起地震动持时差异,且持时和输入地震动特性相关。     

Fe2O3对13X沸石分子筛合成条件及性能的影响研究

对江苏丰县的富钾页岩进行预处理,得到不同Fe2O3 质量分数的钾长石粉体原料FXY1、FXY2,经中温焙烧得到偏铝硅酸盐前体化合物,水热晶化合成了13X沸石分子筛。采用正交实验法,确定了水热晶化反应的优化工艺条件,原料中Fe2O3 质量分数的不同导致水热晶化反应的工艺参数有所不同。合成的两种沸石的性能与13X沸石分子筛的工业产品相似,吸附量均达到国家化学工业产品标准HG/T 2690 95的要求。对比实验表明,原料中Fe2O3 质量分数的降低可使其在更宽的碱度范围内合成性能更优的13X沸石产品。由低Fe2O3 质量分数的FXY2为原料合成的沸石,其物相纯度、热稳定性、白度、比表面积、吸附性等性质更优。合成沸石均可用于对含重金属离子废水的深度净化处理,由FXY2为原料合成的13X沸石还可用作洗涤助剂。     

利用高铁钾长石粉合成13X沸石分子筛的实验研究

对江苏丰县的富钾页岩进行预处理，得到钾长石含量达76．4％的钾长石粉，其Fe2O3含量高达7．52％。以此钾长石粉为原料经过焙烧处理、水热合成实验，在铁含量较高情况下成功合成了13X沸石分子筛，并采用正交实验法确定了优化工艺参数。对实验产物的主要性能测试表明，合成的富铁沸石产品与13X沸石分子筛工业产品相似，吸附量达到国家化学工业产品标准，可用于对含重金属离子废水的吸附处理。     

还原氧化石墨烯复合方式对Ag-TiO2基光电极电子传输性能的影响

为进一步提高Ag-TiO₂光催化效能,制备了还原氧化石墨烯（rGO）复合Ag-TiO₂基的光电极。先通过对比不同的复合方式探究rGO对Ag-TiO₂光催化剂表面电子传输和四环素降解效能的影响;再通过电化学阻抗谱测量、莫特-肖特基曲线等电化学手段对电极进行表征。结果表明：分层复合方式主要降低载体表面控制电极双层/薄膜的界面电阻,而全混复合方式主要降低总电荷转移电阻;分层电极的电子供体浓度随rGO质量分数增加而增大;在rGO质量分数为0.45%和0.25%时,分层复合和全混复合材料对四环素的降解速率分别比Ag-TiO₂提高11.4%和2.3%;在外加0.5 V偏压下,分层复合电极LG6降解效率比未加外偏压时提高了5.3%,而全混复合电极MG2效率没有提升。分层复合方式能更有效地提高光催化剂表面电子传输效能。     

The Composite Effect of Nanometer MnO2 Mixed with the Electrolytic MnO2

The nanometer MnO2 has outstanding electrochemical performance theoretically, but it is not suitable for actual utilization, which may result in capacity decrease and resource waste. In this study we have utilized the characterizations of the nanometer material, synthesized a type of nanometer α-MnO2 through KMnO4 and KNO3 with hydrothermal method, and mixed the products into micron electrolytic manganese dioxide （EMD） to enhance the electrochemical performance of the electrode.The cyclic voltammogram and galvanostatical discharge measurements of the samples were investigated. It is found that the 50﹪ nanometer MnO2 mixed electrode has the best electrochemical performance. The electrochemical performance improvement mechanism of the sample nanometer MnO2 mixed into micron EMD was discussed. With the existence of electrolyte, the nanometer MnO2 particles filled into the interspaces of the micron EMD particles, the mass and charge transfer conditions of the electrode reaction were improved, and the electrode polarization was diminished.     

刚柔性长短桩复合地基性状分析

对刚柔性长短桩复合地基的工程性状进行了分析研究。利用有限元方法对不同的垫层模量、垫层厚度、短桩模量及长桩长度对长短桩复合地基的总沉降、长短桩应力比和长短桩桩身应力所产生的影响及规律进行了分析。结果表明,优化材料参数可以较好地改善长短桩复合地基的受力性状,使基础受力更合理。另外,长桩的存在可有效减小地基沉降值。结合对温州某小区该类型地基埋设压力盒的现场监测,分析了实际工程中刚柔性长短桩复合地基的应力比和土压力的发展规律。其结果可为该类型复合地基的设计和应用提供参考。     

TiO2/电气石复合物的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备TiO2/电气石复合光催化剂,通过光降解甲基橙实验考察复合光催化剂的活性,发现复合物中2%电气石的制备比例就可以显著提升TiO2降解有机物活性,降解率(0.5h)达99.87%,明显优于纯TiO2(0.5h)83.64%,提高了约20%。经XRD、BET、SEM等手段对样品进行分析得知:经800℃以下长时间热处理,电气石的结晶构造不变;900℃热处理使电气石结构破坏。SEM分析显示复合物中TiO2颗粒呈球簇状,均匀包覆在电气石表面形成颗粒膜层。     

优化复合锚固结构与单一锚固结构抗爆性能对比试验研究

优化复合锚固结构是由土钉和在土钉端部系统而规律地设置的一定长度的经特殊处理的空孔段群组成。空孔群在围岩介质中造成一个弱化区,弱化区介于支护结构与围岩介质之间,将原有的二介质系统（支护结构和围岩）,改变为三介质系统（支护结构、弱化区和围岩）。爆炸条件下,优先由弱化区产生变形、破碎、压实或压密,同时大量吸收爆炸能,使支护结构的危机得以转移至弱化区而本身不受损。优化复合锚固结构对比单一锚固结构具有优异的抗动静载性能。因此进行对比试验,研究优化复合锚固结构及单一锚固结构的抗爆性能。试验结果表明,在支护结构产生临界破坏前后,单一锚固结构的质点加速度量值是优化复合锚固结构的2.22倍以上,前者的动应变量值是后者的5.30～4.50倍以上。在临界破坏条件下,优化复合锚固结构的抗力是单一锚固结构的5.10倍以上,在极限破坏状条件下,前者是后者的4.13～3.40倍以上。     

Fe3+ -SiO2-TiO2薄膜的制备及其光催化活性

Sol-gel法制备Fe3 掺杂TiO2催化剂的基础上,掺入SiO2纳米粉体,制备了一种改性Fe3 -SiO2-TiO2薄膜。以甲醛为降解对象,探讨金属掺杂和半导体复合量、活化温度、负载量等对该薄膜光催化活性的影响。结果表明,在500℃焙烧、质量比Fe3 ∶SiO2∶TiO2=1.0∶12∶100、镀膜5层时,Fe3 -SiO2-TiO2薄膜的光催化活性最高,150min后甲醛降解率达93%,是单纯TiO2薄膜的1.9倍。     

铁锰氧化物/硅藻土复合物的制备及其对磷的吸附性能研究

采用氧化还原共沉淀法制备铁锰氧化物/硅藻土复合物,考察原料配比、反应温度、焙烧温度及溶液pH值、离子强度对该复合物吸附磷性能的影响,同时开展吸附等温线、XRD和IR等分析。结果表明,2. 5 g硅藻土与1. 0 mmol锰、3. 0 mmol二价铁、3. 0 mmol三价铁制备的复合物在20℃、pH值为6时对磷的吸附量为10. 84 mg/g,较硅藻土提高约3. 6倍;沉淀反应温度对复合物吸附性能影响很小,焙烧温度400～500℃有利于复合物对磷的吸附;吸附量随溶液pH值的增大而减小,pH值较低时吸附作用主要是静电吸引和内层络合,pH值较高时减弱的静电吸引和内层络合与有利于吸附的内层络合共吸附综合作用,表现为吸附量减小;吸附等温线符合Langmuir方程,饱和吸附量34～37 mg/g,与D-R方程、R-P方程有较好相关性,平均吸附能9. 9～11. 3 kJ/mol,复合物具有微孔结构,有单层也有多层吸附。