可地下传输的化学氧化体系的构建及性能考察
发布时间：2021-08-05 09:27
非均相类芬顿反应能够克服预酸化等缺点,因此,相比于均相类芬顿反应具有显著优势。然而,人们以往关于非均相芬顿反应的研究主要集中在污水处理这一领域,而忽视了其在土壤及地下水修复中的潜力。本文的首要目的是制备一种传输性能良好的新型非均相类芬顿反应催化剂（γ-Fe2O3/C）,在高效传输的同时,还能够吸附和降解有机污染物,非常适合于土壤及地下水的修复。此外,将该材料进一步炭化得到的Fe/C能有效地活化过硫酸盐,在原位化学氧化领域具有良好前景。本实验首先以廉价、易得的原料为前驱体,通过超声喷雾热解法一步制备出亚微米级γ-Fe2O3/C,经过进一步的炭化可以得到Fe/C。采用XRD、XPS、SEM、TEM、等方法对γ-Fe2O3/C进行表征,确定材料的组成及粒径大小等关键信息。对所得材料进行模拟砂柱传输实验,这些材料由于合适的粒径而表现出良好的地下传输能力,这一结果也符合Tufenkji-Elimelech模型理论的预测。随后,以亚甲基蓝和磺胺甲恶唑两种物质为底物对γ...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 有机污染物
1.1.2 原位化学氧化
1.2 芬顿氧化体系
1.2.1 传统芬顿反应
1.2.2 均相类芬顿反应
1.2.3 非均相芬顿反应
1.3 过硫酸盐氧化体系
1.3.1 过硫酸盐氧化技术
1.3.2 过硫酸盐活化方法
1.4 研究目的、内容及技术路线
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
2 实验部分
2.1 实验器材
2.2 实验药品
2.3 材料制备
2.3.1 实验装置
2.3.2 制备方法
2.3.3 材料的形成原理
2.4 材料表征及测试方法
2.4.1 X射线衍射(XRD)
2.4.2 X射线光电能谱分析(XPS)
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)
2.4.5 热重分析(TGA)
2.4.6 氮气吸附分析
2.4.7 Zeta-电位分析
2.4.8 磁性大小分析(VSM)
2.5 地下传输性能考察
2.6 吸附性能考察
2.6.1 吸附实验
2.6.2 亚甲基蓝浓度的测定
2.6.3 磺胺甲恶唑浓度的测定
2.6.4 吸附动力学与吸附等温线的测定
2.7 非均相芬顿性能考察
2.7.1 有机物的降解实验
2.7.2 探究催化效率的影响因素
2.7.3 再生与循环使用
2.7.4 总铁离子浓度的测定
2.8 Fe/C活化过硫酸盐性能考察
2.8.1 有机物的降解实验
2.8.2 降解原因分析
3 γ-Fe_2O_3/C的表征及分析
3.1 γ-Fe_2O_3/C的组成分析
3.1.1 X射线衍射图表征分析
3.1.2 X射线光电子能谱图表征分析
3.1.3 热重分析
3.2 γ-Fe_2O_3/C的电镜图分析
3.2.1 扫描电镜图分析
3.2.2 透射电镜表征分析
3.3 γ-Fe_2O_3/C的特性分析
3.3.1 氮气吸附脱附分析
3.3.2 Zeta-电位分析
3.3.3 磁性大小分析
3.4 本章小结
4 γ-Fe_2O_3/C非均相芬顿性能考察
4.1 γ-Fe_2O_3/C地下传输性能考察
4.1.1 理论模型
4.1.2 传输性能实验
4.2 γ-Fe_2O_3/C的吸附性能考察
4.2.1 亚甲基蓝的吸附实验
4.2.2 磺胺甲恶唑的吸附实验
4.3 γ-Fe_2O_3/C的催化性能考察
4.3.1 催化性能分析
4.3.2 非均相芬顿反应机理
4.3.3 影响因素考察
4.3.4 铁离子浸出率
4.3.5 循环性能考察
4.3.6 应用范围拓展
4.4 本章小结
5 Fe/C活化过硫酸盐体系性能考察
5.1 Fe/C传输性能考察
5.2 Fe/C活化过硫酸盐效率分析
5.3 Fe/C活化过硫酸盐原因分析
5.3.1 体系中的铁离子浸出量
5.3.2 ESR分析图
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe3O4@C nanoparticles as high-performance Fenton-like catalyst for dye decoloration[J]. Xiaoliang Zhang,Manli He,Jia-Hui Liu,Rong Liao,Lianqin Zhao,Jingru Xie,Ruijue Wang,Sheng-Tao Yang,Haifang Wang,Yuanfang Liu. Chinese Science Bulletin. 2014(27)
[2]铁氧化物催化类Fenton反应[J]. 冯勇,吴德礼,马鲁铭. 化学进展. 2013(07)
[3]永葆地下清流——《全国地下水污染防治规划》的实施建议[J]. 陈鸿汉,刘明柱. 环境保护. 2012(04)
[4]污水处理系统中PPCPs残留情况及强化处理技术[J]. 安婧,周启星. 安全与环境学报. 2009(03)
[5]1,10-二氮杂菲分光光度法测定海绵钛、钛及钛合金中铁量[J]. 宋菊迎,李剑,肖菊梅. 钛工业进展. 2008(04)
[6]中国南水北调工程[J]. 汪易森,杨元月. 人民长江. 2005(07)
[7]电生成Fenton试剂处理染料废水[J]. 方建章,李浩,雷恒毅. 化工环保. 2004(04)
[8]环境规划调研综述[J]. 姜凤兰,于连生,付英江,张义生,侯连有,刘伟生. 环境科学研究. 1989(06)
博士论文
[1]含铁化合物活化过硫酸盐及其在有机污染物修复中的应用[D]. 晏井春.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]新型磁性碳材料的制备及其在非均相类Fenton体系中的应用[D]. 张荷.兰州大学 2015
[2]新型类芬顿体系研发及其处理苯酚能力研究[D]. 丁晓.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3323505
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 有机污染物
1.1.2 原位化学氧化
1.2 芬顿氧化体系
1.2.1 传统芬顿反应
1.2.2 均相类芬顿反应
1.2.3 非均相芬顿反应
1.3 过硫酸盐氧化体系
1.3.1 过硫酸盐氧化技术
1.3.2 过硫酸盐活化方法
1.4 研究目的、内容及技术路线
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
2 实验部分
2.1 实验器材
2.2 实验药品
2.3 材料制备
2.3.1 实验装置
2.3.2 制备方法
2.3.3 材料的形成原理
2.4 材料表征及测试方法
2.4.1 X射线衍射(XRD)
2.4.2 X射线光电能谱分析(XPS)
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)
2.4.5 热重分析(TGA)
2.4.6 氮气吸附分析
2.4.7 Zeta-电位分析
2.4.8 磁性大小分析(VSM)
2.5 地下传输性能考察
2.6 吸附性能考察
2.6.1 吸附实验
2.6.2 亚甲基蓝浓度的测定
2.6.3 磺胺甲恶唑浓度的测定
2.6.4 吸附动力学与吸附等温线的测定
2.7 非均相芬顿性能考察
2.7.1 有机物的降解实验
2.7.2 探究催化效率的影响因素
2.7.3 再生与循环使用
2.7.4 总铁离子浓度的测定
2.8 Fe/C活化过硫酸盐性能考察
2.8.1 有机物的降解实验
2.8.2 降解原因分析
3 γ-Fe_2O_3/C的表征及分析
3.1 γ-Fe_2O_3/C的组成分析
3.1.1 X射线衍射图表征分析
3.1.2 X射线光电子能谱图表征分析
3.1.3 热重分析
3.2 γ-Fe_2O_3/C的电镜图分析
3.2.1 扫描电镜图分析
3.2.2 透射电镜表征分析
3.3 γ-Fe_2O_3/C的特性分析
3.3.1 氮气吸附脱附分析
3.3.2 Zeta-电位分析
3.3.3 磁性大小分析
3.4 本章小结
4 γ-Fe_2O_3/C非均相芬顿性能考察
4.1 γ-Fe_2O_3/C地下传输性能考察
4.1.1 理论模型
4.1.2 传输性能实验
4.2 γ-Fe_2O_3/C的吸附性能考察
4.2.1 亚甲基蓝的吸附实验
4.2.2 磺胺甲恶唑的吸附实验
4.3 γ-Fe_2O_3/C的催化性能考察
4.3.1 催化性能分析
4.3.2 非均相芬顿反应机理
4.3.3 影响因素考察
4.3.4 铁离子浸出率
4.3.5 循环性能考察
4.3.6 应用范围拓展
4.4 本章小结
5 Fe/C活化过硫酸盐体系性能考察
5.1 Fe/C传输性能考察
5.2 Fe/C活化过硫酸盐效率分析
5.3 Fe/C活化过硫酸盐原因分析
5.3.1 体系中的铁离子浸出量
5.3.2 ESR分析图
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe3O4@C nanoparticles as high-performance Fenton-like catalyst for dye decoloration[J]. Xiaoliang Zhang,Manli He,Jia-Hui Liu,Rong Liao,Lianqin Zhao,Jingru Xie,Ruijue Wang,Sheng-Tao Yang,Haifang Wang,Yuanfang Liu. Chinese Science Bulletin. 2014(27)
[2]铁氧化物催化类Fenton反应[J]. 冯勇,吴德礼,马鲁铭. 化学进展. 2013(07)
[3]永葆地下清流——《全国地下水污染防治规划》的实施建议[J]. 陈鸿汉,刘明柱. 环境保护. 2012(04)
[4]污水处理系统中PPCPs残留情况及强化处理技术[J]. 安婧,周启星. 安全与环境学报. 2009(03)
[5]1,10-二氮杂菲分光光度法测定海绵钛、钛及钛合金中铁量[J]. 宋菊迎,李剑,肖菊梅. 钛工业进展. 2008(04)
[6]中国南水北调工程[J]. 汪易森,杨元月. 人民长江. 2005(07)
[7]电生成Fenton试剂处理染料废水[J]. 方建章,李浩,雷恒毅. 化工环保. 2004(04)
[8]环境规划调研综述[J]. 姜凤兰,于连生,付英江,张义生,侯连有,刘伟生. 环境科学研究. 1989(06)
博士论文
[1]含铁化合物活化过硫酸盐及其在有机污染物修复中的应用[D]. 晏井春.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]新型磁性碳材料的制备及其在非均相类Fenton体系中的应用[D]. 张荷.兰州大学 2015
[2]新型类芬顿体系研发及其处理苯酚能力研究[D]. 丁晓.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3323505
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3323505.html
