FESE美国新泽西理工学院发表综述文章多相催化还原技术在废水脱卤和硝态盐还原中的应用研究

FESE美国新泽西理工学院发表综述文章多相催化还原技术在废水脱卤和硝态盐还原中的应用研究

题目

Catalytic reduction for water treatment

作者

Maocong Hu1, Yin Liu2, Zhenhua Yao1, Liping Ma3, Xianqin Wang ()1

作者单位

1 Department of Chemical, Biological and Pharmaceutical Engineering, New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ 07102, USA

2 Primus Green Energy, Hillsborough, NJ 08844, USA

3 Oil & Gas Technology Research Institute of Changqing Oilfield Company, Xi’an 710018

关键词

Halogenated compounds; Nitrate/nitrite contaminants; Hydrodechloriantion; Hydrogenation; Wastewater treatment; Groundwater remediation

文章亮点

1、  综述了催化还原技术在水处理中的应用;

2、  涵盖了废水处理中的加氢脱卤反应;

3、  介绍了地下水修复中硝酸盐的催化加氢反应;

4、  阐明了催化还原技术和分解水技术的耦合应用。

文章简介

工业化和城市化的快速发展使得水污染成为世界性环境问题,推动了吸附、空气吹脱、离子交换、膜技术和氧化光解转化等多项水处理技术的发展。然而,上述技术的应用仍存在挑战:化学法(如催化氧化)对目标污染物的选择性较差,过程可能产生有毒副产品;生物法适用于不同设施,但启动时间较长,间歇运行时难保持活性,另工厂生产废液中的有毒物质也会限制生物法的应用。

催化还原技术是一种新型的、有应用前景的水处理技术。跟传统的技术相比,它展现出高反应活性和高选择性,过程产物无毒或低毒,且产物更易被生物降解。本文综述了多相催化还原技术在工业废水的催化加氢脱卤,和在地下水的催化加氢还原硝态盐两方面的应用,同时介绍了结合水解产氢的新型原位产氢催化还原技术。

 

 图1 来自论文

 

对含卤有机化合物,系统地介绍了Pd基和非Pd基催化剂的种类、催化活性和选择性,概述了结构不同的目标处理物的反应活性,并提出了催化剂设计和制备时的一般性考虑。对硝态盐,概述了传统的处理方法,系统地介绍了双金属和单金属催化剂的种类、催化活性和选择性,并提出了对硝态盐还原技术的展望。考虑到以H2作氢源时存在的多相扩散和传质限速问题,作者结合文献分析介绍了耦合光催化分解水原位产氢和催化还原技术的新思路。最后,本文指出了催化还原技术目前存在的局限,并提出了未来可能的研究方向。本研究将为催化还原技术的实际应用提供参考。

编者点评

含卤有机废水和含硝态盐地下水的治理问题一直都存在技术挑战。本综述以这两类废/污水为主要处理对象,系统地介绍了新型水处理技术——催化还原技术在其中的应用。结合文献分析,作者讨论了催化剂种类、载体、助剂、合成方法、污染物结构等条件对催化活性和选择性的影响,分析了不同体系下催化还原反应的可能机理,肯定了催化还原技术较传统水处理技术的优势,同时指出了催化剂的失活/再生技术是当前局限该技术实际应用的主要因素。本文使读者对催化还原技术在水处理中的应用有较为全面的了解,并对该技术的实际应用有重要的参考价值

文章出版Front. Environ. Sci. Eng. 2018, 12(1): 3

 

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