双金属复合催化剂催化NaClO氧化降解对氯苯酚的研究

发布时间：2020-09-25 15:58

　　随着社会的进步和工业的发展,污水排放造成的环境污染日益严重。党的十八大以来,党中央把生态文明建设作为协调“五位一体”总体布局,协调和推进“四个全面”的重要内容。中国共产党第十九次全国代表大会再次强调了“绿水和绿山是金山银山”的这一重要结论,表明解决环境问题已成为影响中国社会经济健康稳定发展的重要因素;污水中的有机物质不经处理就排入自然生态系统,不仅对水生生物产生致命影响,它也对人类饮用水的健康构成巨大威胁。本文提出了一种制备双金属复合催化剂催化NaClO降解污水中酚类有机物的方法来模拟污水处理过程,并进行了条件优化,催化剂稳定性研究和一系列机理研究,最后在固定床规模进行降解测试,证明了该体系在酚类废水中具有良好的降解效果,为污水处理的实际应用提供了较为科学的理论和实验依据。本文的第二章中,我们采用共沉淀法制备了一定量的CuO-MgO金属复合催化剂并进行外观形貌等表征;接着使用4-氯苯酚作为标准底物和NaClO作为氧化剂进行降解实验。在实验中,通过改变催化剂的量、氧化剂的浓度、反应溶液的pH和反应时间来确定反应体系的最佳条件。在该条件下4-苯酚的COD去除率达到了82%,底物扩展实验以扩充体系适用范围,实践证明,该系统对酚类污水具有良好的降解效果;催化剂的浸出实验得到Cu~(2+)、Mg~(2+)的浸出率分别为0.01 ppm、0.03 ppm,CuO-MgO金属复合催化剂的稳定性和寿命良好;最后,为了研究CuO-MgO/NaClO催化氧化体系的降解机理,提出了四种可能的催化途径,并逐一验证和排除,根据实验中观察到的现象,猜测机理为O-Cl键均裂生成Cl·,完善了整个降解体系的理论研究。本文的第三章则是采用旋转浸渍法制备负载型复合金属氧化物催化剂CuO-MgO@Al_2O_3,并建立了用于酚类污水降解试验的固定床装置,探究酚类废水在固定床上的降解效果,以模拟实际工业处理废水过程。整章主要就催化剂担载量,氧化剂浓度,温度,金属离子浸出率来综合评估固定床催化氧化降解体系。实验证明,在45℃,停留时间1 h,催化剂担载量,1当量NaClO的条件下,该固定床对4-氯苯酚的降解率可达92%并长时间稳定在80%以上,循环实验证明了该颗粒载体催化剂的寿命可观;离子浸出实验表明催化剂具有良好的稳定性并且不会造成二次污染,日处理量(20 h)可达4.8 L。总之,本体系采用双金属复合催化剂催化次氯酸钠氧化有机酚类污水取得了较为可观的降解效率,为污水处理技术提供了重要的科学依据。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O643.36;X703
【部分图文】：

超声波技术,处理装置

华中科技大学硕士学位论文污水处理技术.1 超声波处理技术超声波污水处理技术顾名思义，采用的是特定频率的超声波对污染物进行生空化作用，由于超声波束缚的空间直到它们坍塌，污染物内的空化气泡。此时声场能量由集中太变为释放态，这一过程产生的高温高压环境有利点的形成，以此加快反应速率，该技术是集高级氧化法和超临界氧化法结，适用于降解毒性较高的有机物，可有效避免工业废水处理中的二次污染。

光催化降解,机理

中科技大学硕士学位论文同 Ti/Zn 前体比的样品用于研究。使用含砷溶液和光源下评估颗粒的光催化活性。结果表明形成了纳体比例为 9:1 和 1:1 的样品显示出相当大的光催化高达 90％的砷类污水降解效率；Sahand Jorfi 等[33]O 作为催化剂催化降解以酸性红 73 为代表的纺织污的酸碱性影响较为严重，在 pH 值为 6 的弱酸性条上，当进一步加强反应液的酸性至 pH 值为 5 的时性红，最后将体系扩展到真正的纺织污水，发现延的 COD 去除率和 87%的 TOC 降解率。二氧化钛独特的导带价带引起了电子-空穴的高效转移，实现

膜分离技术

华中科技大学硕士学位论文占用空间小。实现不同尺寸分子之间的有效分离，有效避免新物质介入，在收处理方面有着很大的应用前景；缺点在于成本高昂，制作工艺复杂，稳定于被堵塞而不能循环使用。因此，在实际应用中，膜分离技术通常不单独将与其他污水处理技术相结合以发挥其作用。

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