负载型纳米Ni/Fe双金属对水中四氯化碳的催化还原脱氯研究
发布时间：2020-12-30 20:09
四氯化碳近年来在世界各地地表水与地下水中频频检出,它可能给人体带来的潜在危害也逐渐引起人们的关注。寻找一种有效的方法来处理被有机物污染的水体是十分必要的。本研究中,制备和表征了两种负载型纳米Ni/Fe双金属催化剂,并将其应用于处理水中四氯化碳的催化还原脱氯研究。考察了可能影响催化剂降解四氯化碳的因素（催化剂投加量、污染物初始浓度、反应温度和溶液初始pH等）及其反应动力学,探讨了四氯化碳催化还原脱氯的机制及四氯化碳可能的降解路径。实验主要结论如下:（1）成功地将纳米级Ni/Fe双金属分别负载在多壁碳纳米管（MWCNTs）和还原氧化石墨烯（rGO）上。通过表征发现两种载体均能很好地分散纳米颗粒,有效地防止了金属颗粒的团聚。通过实验优化了两种负载型催化剂的最佳成分含量,结果表明,将Ni/Fe双金属（Ni含量4 wt.%）分别以2:1和4:1的负载率负载到MWCNTs和rGO上能使催化剂获得较好催化活性。（2）当体系溶液呈酸性或中性时催化剂均能获得较快的反应速率,当溶液呈碱性时则在一定程度上抑制了反应的进行。并且在体系中存在Cl-的情况下也能促进反应的进行。两种负载型催化...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
结果与分析1 nZVI 的制备及表征本研究使用液相还原法来制备 nZVI 颗粒，首先在四口圆底烧瓶反应器度为 0.4M 的 FeSO4·7H2O 溶液，通入氮气使之保持无氧状态；将 100 2 M 的 NaBH4（硼氢化钠）溶液通过蠕动泵以 20 rpm 的转速向四颈烧，同时用磁力搅拌器以 400 r·min-1的转速连续搅拌溶液，从而能获得。其原理是通过 BH4-的强还原性将溶液中的 Fe2+离子还原成 Fe0（G.N., 1995），其反应方程式（式 2-1）如下：Fe(H2O)62++ 2BH4-→ Fe0↓ + 2B OH3+ 7H2↑ （
中将 1.0 g 片层石墨与 0.5 g 的 NaNO3均匀混合，然后逐渐加入 23 mL 的浓硫酸（98%），在 0°C 的冰浴中使用磁力搅拌器搅拌 1 h。随后，将水浴温度控制在10～15°C 之间，将 3.0 g 的 KMnO4平均分成 6 份分批次加入锥形瓶中，搅拌时间应控制在 2.5h。紧接着，将锥形烧瓶置于 35°C 的水浴中继续搅拌 24h，然后将 100 mL 的稀硫酸（5%）缓慢加入混合物中再搅拌 1 h。在用去离子水稀释悬浊液之后，将水浴温度提升至 90°C，缓慢向悬浮液中添加 5mL 的 H2O2（30%）水溶液，当悬浊液不产生气泡时立即过滤。接下来，分别用稀盐酸（5%）和去离子水反复清洗过滤所得固体以消除多余的 H+和 SO42-，洗涤过程直至洗涤水 pH值约为 7.0 左右，滴入 BaCl2试剂不产生沉淀为止。最后，将含水粉末放入真空冷冻干燥机干燥后得到氧化石墨烯粉末。图 2-2 是实验室自制氧化石墨烯的两张扫描电镜图，从图 2-2 的 a 部分可以看出 GO 呈片状，b 部分则呈现了 GO 粗糙的鳞片状表面。
【参考文献】：
期刊论文
[1]白腐真菌对四氯化碳的降解及吸附性能研究[J]. 王震,李群,王帆,任天昊,王文静,杨琦. 环境科学与技术. 2017(02)
[2]我国69个城市地下水有机污染特征研究[J]. 高存荣,王俊桃. 地球学报. 2011(05)
[3]HDX-8树脂对2,4-二氯苯酚吸附的研究[J]. 余娟,黎卫亮,李梦耀,岳娜,郭晓鹏. 应用化工. 2008(09)
[4]金属铁还原脱氯处理有机氯化物的研究进展[J]. 周红艺,汪大翚,周明华,颜晓莉,赵伟荣. 环境污染治理技术与设备. 2001(03)
[5]地下水开发引起的环境问题与治理[J]. 方生,陈秀玲. 地下水. 2001(01)
本文编号：2948233
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
结果与分析1 nZVI 的制备及表征本研究使用液相还原法来制备 nZVI 颗粒，首先在四口圆底烧瓶反应器度为 0.4M 的 FeSO4·7H2O 溶液，通入氮气使之保持无氧状态；将 100 2 M 的 NaBH4（硼氢化钠）溶液通过蠕动泵以 20 rpm 的转速向四颈烧，同时用磁力搅拌器以 400 r·min-1的转速连续搅拌溶液，从而能获得。其原理是通过 BH4-的强还原性将溶液中的 Fe2+离子还原成 Fe0（G.N., 1995），其反应方程式（式 2-1）如下：Fe(H2O)62++ 2BH4-→ Fe0↓ + 2B OH3+ 7H2↑ （
中将 1.0 g 片层石墨与 0.5 g 的 NaNO3均匀混合，然后逐渐加入 23 mL 的浓硫酸（98%），在 0°C 的冰浴中使用磁力搅拌器搅拌 1 h。随后，将水浴温度控制在10～15°C 之间，将 3.0 g 的 KMnO4平均分成 6 份分批次加入锥形瓶中，搅拌时间应控制在 2.5h。紧接着，将锥形烧瓶置于 35°C 的水浴中继续搅拌 24h，然后将 100 mL 的稀硫酸（5%）缓慢加入混合物中再搅拌 1 h。在用去离子水稀释悬浊液之后，将水浴温度提升至 90°C，缓慢向悬浮液中添加 5mL 的 H2O2（30%）水溶液，当悬浊液不产生气泡时立即过滤。接下来，分别用稀盐酸（5%）和去离子水反复清洗过滤所得固体以消除多余的 H+和 SO42-，洗涤过程直至洗涤水 pH值约为 7.0 左右，滴入 BaCl2试剂不产生沉淀为止。最后，将含水粉末放入真空冷冻干燥机干燥后得到氧化石墨烯粉末。图 2-2 是实验室自制氧化石墨烯的两张扫描电镜图，从图 2-2 的 a 部分可以看出 GO 呈片状，b 部分则呈现了 GO 粗糙的鳞片状表面。
【参考文献】：
期刊论文
[1]白腐真菌对四氯化碳的降解及吸附性能研究[J]. 王震,李群,王帆,任天昊,王文静,杨琦. 环境科学与技术. 2017(02)
[2]我国69个城市地下水有机污染特征研究[J]. 高存荣,王俊桃. 地球学报. 2011(05)
[3]HDX-8树脂对2,4-二氯苯酚吸附的研究[J]. 余娟,黎卫亮,李梦耀,岳娜,郭晓鹏. 应用化工. 2008(09)
[4]金属铁还原脱氯处理有机氯化物的研究进展[J]. 周红艺,汪大翚,周明华,颜晓莉,赵伟荣. 环境污染治理技术与设备. 2001(03)
[5]地下水开发引起的环境问题与治理[J]. 方生,陈秀玲. 地下水. 2001(01)
本文编号：2948233
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