大麻秆基活性炭非均相Fenton催化剂的制备及其深度处理制浆废水的研究

发布时间：2020-03-23 16:36

【摘要】：非均相Fenton氧化技术具有氧化性强、反应效率高、成本低和不会造成二次污染等优点,具有较好的发展前景。本文以大麻秆为原料通过磷酸活化法制得活性炭,研究了各因素对活性炭吸附性能和孔隙结构的影响,制备出高比表面积吸附性能良好的活性炭;然后将此活性炭作为非均相Fenton催化剂的载体通过溶剂热-碳热还原法负载纳米零价铁,并对制备过程中的关键影响因素进行研究;最后探讨了催化剂对造纸废水处理工艺和效果。研究了以大麻秆为原料,以磷酸为活化剂制备活性炭过程中各因素对活性性炭性能的影响。结果表明磷酸浓度、磷酸活化时间、炭化温度、炭化时间对活性炭的孔隙结构有很大影响。随着磷酸浓度磷酸活化时间的增加,大麻秆孔隙被逐步打开变大,其中用3 mol/L磷酸活化大麻秆4 h制得的活性炭具有良好的微孔结构。随着炭化温度和炭化时间的增加,大麻秆中的木质纤维被逐步热解,增加了活性炭孔隙数量和结构,但温度过高、炭化时间过久会使活性炭孔隙结构过大坍塌结构,结果显示磷酸活化后的大麻秆在400℃条件下煅烧1 h,可得到微孔结构优良的大麻秆基活性炭。研究了以大麻秆基活性炭为载体,通过溶剂热-碳热还原法负载制备纳米Fe~0非均相Fenton催化剂的制备工艺。结果显示随着热溶剂反应温度的增加,催化剂磁性和催化活性逐步提高;控制乙醇和甲苯混合比例,可以更好地将金属铁负载在活性炭上且不被氧化;适宜的铁碳比可以使催化剂具有充足的活性位点参与催化反应;催化剂经不同温度煅烧后,金属铁以不同的化合物或单质形式存在。故选择热溶剂反应温度200℃、乙醇和甲苯比4:1、铁碳比2:1、煅烧温度800℃条件制备的催化剂具有较好的催化活性。研究了Fe~0/大麻秆基活性炭催化剂处理废水条件的工艺,结果显示催化剂在酸性条件下具有较好的催化效果,。催化剂催化活性随H_2O_2用量、催化剂用量和反应时间的增加先增大而后趋于平稳,最佳条件下废水的COD_(cr)和TOC去除率可达86.64%和86.27%。Fe~0/大麻秆基活性炭催化剂在连续使用6次后,对废水的COD_(cr)去除效果仍有35.36%。GC-MS分析表明,Fe~0/大麻秆基活性炭催化剂能降解废水中的绝大部分有机物,有效降低处理后制浆废水的污染负荷,达到国家排放标准。
【图文】：

图 2-1 大麻秆（a，，b）纵截面、（c，d）横截面扫描电镜g. 2-1 Scanning electron microscope of (a, b) longitudinal section and (c, d) cross sectiohemp stalk

大麻秆基活性炭扫描电镜Fig.2-11ScanningelectronmicroscopeofHSAC
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ426;X793

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 ;造纸“十二五”规划原料优化目标基本完成[J];中华纸业;2015年21期

2 张小毛;陈维芳;晏长成;张敬会;王伟亚;;液相还原和碳热法制备纳米零价铁/活性炭复合材料的比较研究[J];水资源与水工程学报;2015年03期

3 谢新苹;蒋剑春;孙康;卢辛成;;磷酸活化剑麻纤维制备活性炭试验研究[J];林产化学与工业;2013年03期

4 杨德敏;王兵;;高级氧化技术处理造纸废水的应用研究[J];中国造纸;2010年07期

5 李志萍;刘千钧;林亲铁;孙斌;;造纸废水深度处理技术的应用研究进展[J];中国造纸学报;2010年01期

6 刘廷志;段希磊;段韦江;胡惠仁;;制浆造纸低浓废水的吸附絮凝法深度处理[J];中国造纸;2010年01期

7 洪卫;刘勃;苏颖;季华东;庄会栋;李晓宁;;制浆造纸废水深度处理技术解析[J];中华纸业;2009年07期

8 张旋;姜洪雷;;造纸废水治理技术的研究进展[J];工业水处理;2007年01期

相关博士学位论文 前5条

1 杨焕磊;利用农业固体废弃物转化燃料乙醇关键技术研究[D];华南理工大学;2017年

2 于建涛;金属配合物负载PAN纤维对有机染料降解的光催化性能研究[D];天津工业大学;2016年

3 王玉峰;非均相Fenton氧化技术处理造纸废水的研究[D];华南理工大学;2014年

4 雷利荣;化学浆制浆废水污染特性及催化臭氧深度处理研究[D];华南理工大学;2012年

5 张玲;四氧化三铁纳米颗粒及其复合物的制备和研究[D];上海交通大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈敏敏;凹凸棒石基非均相催化剂的制备及处理含亚甲基蓝废水的应用研究[D];兰州理工大学;2018年

2 刘艳艳;构树皮Soda制浆及其黑液处理研究[D];广西大学;2018年

3 郭娉;负载型纳米铁系复合材料的制备及其在水处理中的应用研究[D];长安大学;2018年

4 张黎明;稻草活性炭加速偶氮染料厌氧降解机理研究[D];苏州科技大学;2017年

5 崔纪成;棉秆基活性炭的制备及其吸附性研究[D];塔里木大学;2017年

6 刘颖;非均相催化剂的制备及其用于降解环丙沙星废水的研究[D];北京化工大学;2017年

7 林影;零价铁与过氧化氢及过硫酸钠类芬顿降解活性艳橙X-GN[D];华南理工大学;2016年

8 王帅军;改性类Fenton催化剂的制备及其机理研究[D];中国石油大学(华东);2016年

9 郗文君;生物促生剂强化造纸废水降解效能的研究[D];陕西科技大学;2016年

10 许盛彬;活性炭负载纳米零价铁诱发芬顿反应降解甲基橙的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

本文编号：2596987