牡蛎壳载体臭氧催化剂的制备及催化氧化环丙沙星的研究
发布时间：2021-10-21 14:57
近年来,随着水产养殖业与畜牧业的快速发展,抗生素作为兽药的使用范围和用量日益増大并且存在抗生素药物滥用的问题。臭氧催化氧化法因其具有氧化能力强、反应时间短、设备简单等诸多优点被广泛应用于抗生素废水的处理过程中。本论文以廉价天然生物复合材料牡蛎壳为催化剂载体,采用湿式浸渍法成功制备了臭氧催化剂,用于环丙沙星（Cirprofloxacin,CIP）废水的降解。通过对催化剂的浸渍液浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件进行优化,得到最优制备条件为浸渍液浓度0.3 mol·L-1,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,该制备条件下得到的催化剂对CIP的降解有着很好的催化性能。通过SEM、EDX、XRD、BET和XPS等多种分析手段对催化剂进行表征,得到了催化剂的形貌特点、结构特征以及元素组成。将实验制得催化剂应用于CIP的降解,对污染物初始浓度、催化剂投加量、反应时间等反应条件进行了优化,当污染物初始浓度为10 mg·L-1,催化剂投加量为2.0 g,反应时间为50 min时,CIP的降解实现最优化,此时CIP的去除率为98.84%,TOC去除率为62.33...
【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】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 环丙沙星的性质及危害
1.3 常见抗生素处理技术
1.3.1 传统处理法
1.3.2 吸附法
1.3.3 高级氧化法
1.3.3.1 芬顿氧化技术
1.3.3.2 光催化氧化技术
1.3.3.3 电化学氧化技术
1.3.3.4 臭氧氧化技术
1.4 臭氧催化氧化技术
1.5 牡蛎壳的性质及应用
1.5.1 牡蛎壳的现状
1.5.2 牡蛎壳的基本性质
1.5.3 牡蛎壳的应用
1.6 课题研究意义及内容
1.6.1 课题研究目的、意义
1.6.2 课题研究内容
2 实验材料与方法
2.1 牡蛎壳来源及预处理方法
2.2 主要实验试剂
2.3 实验仪器
2.4 模拟抗生素废水的配制
2.5 实验装置
2.6 催化剂的制备方法
2.6.1 浸渍溶液的制备
2.6.2 催化剂载体的制备
2.6.3 催化剂的制备
2.6.4 催化剂的回收
2.7 催化剂的表征方法
2.7.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.7.2 能量色散X射线光谱仪(EDX)
2.7.3 X射线衍射仪(XRD)
2.7.4 全自动物理吸附仪
2.7.5 X-射线光电子能谱仪(XPS)
2.8 环丙沙星降解效果的分析方法
2.8.1 环丙沙星浓度变化的检测
2.8.1.1 环丙沙星浓度变化的计算方法
2.8.1.2 高效液相色谱(HPLC)运行条件
2.8.2 环丙沙星矿化效率的测定
2.8.3 环丙沙星降解产物的测定
3 催化剂的制备与性能
3.1 催化剂活性的确定
3.2 催化剂制备的影响参数
3.2.1 铁负载量的影响
3.2.2 焙烧温度的影响
3.2.3 焙烧时间的影响
3.3 催化剂的表征分析
3.3.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
3.3.2 X射线衍射分析(XRD)
3.3.3 比表面积分析(BET)
3.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
3.4 小结
4 反应条件的优化
4.1 污染物初始浓度对环丙沙星降解效率的影响
4.2 催化剂投加量对环丙沙星降解效率的影响
4.3 反应时间对环丙沙星降解效率的影响
4.4 最优反应条件下环丙沙星降解效率
4.5 小结
5 催化剂作用机制及稳定性研究
5.1 催化剂稳定性研究
5.2 臭氧催化氧化作用机制的研究
5.2.1 吸附作用的影响
5.2.2 反应机制的确定
5.3 环丙沙星降解产物的研究
5.4 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]Mn基金属氧化物催化剂常温催化氧化甲醛[J]. 黄琼,白梦天,任超,王广宏,陶涛,赵云霞,陈敏东. 中国环境科学. 2018(01)
[2]铈负载SBA-15分子筛催化臭氧氧化水中环丙沙星[J]. 马骕骦,潘兆琪,陈伟锐,李旭凯,李来胜. 环境化学. 2016(05)
[3]改性牡蛎壳粉的制备及其对Cd2+的吸附[J]. 苏永昌,林荣晓,刘秋凤,刘淑集,吴成业. 福建水产. 2015(06)
[4]负载型钴锰复合氧化物臭氧辅助催化降解低浓度甲醛的性能研究[J]. 周吉文,李一倬,范泽云,施建伟,上官文峰. 分子催化. 2014(01)
[5]牡蛎壳负载壳聚糖去除水中活性红152[J]. 黄晓东,娄本勇,李少雅. 环境科学学报. 2013(06)
博士论文
[1]城市污水处理厂中痕量抗生素的归趋及其减排技术研究[D]. 刘鹏霄.大连理工大学 2014
[2]臭氧/多相催化氧化去除水中有机污染物效能与机理[D]. 孙志忠.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]应用三维石墨烯/二氧化铈基复合阴极材料电芬顿法降解环丙沙星的研究[D]. 谢宝荣.天津大学 2016
[2]活性炭载锰催化剂制备及其催化臭氧氧化处理废水[D]. 王蕴.浙江大学 2016
[3]改性牡蛎壳除磷吸附剂制备及其除磷性能研究[D]. 李文鹏.大连理工大学 2014
本文编号：3449207
【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】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 环丙沙星的性质及危害
1.3 常见抗生素处理技术
1.3.1 传统处理法
1.3.2 吸附法
1.3.3 高级氧化法
1.3.3.1 芬顿氧化技术
1.3.3.2 光催化氧化技术
1.3.3.3 电化学氧化技术
1.3.3.4 臭氧氧化技术
1.4 臭氧催化氧化技术
1.5 牡蛎壳的性质及应用
1.5.1 牡蛎壳的现状
1.5.2 牡蛎壳的基本性质
1.5.3 牡蛎壳的应用
1.6 课题研究意义及内容
1.6.1 课题研究目的、意义
1.6.2 课题研究内容
2 实验材料与方法
2.1 牡蛎壳来源及预处理方法
2.2 主要实验试剂
2.3 实验仪器
2.4 模拟抗生素废水的配制
2.5 实验装置
2.6 催化剂的制备方法
2.6.1 浸渍溶液的制备
2.6.2 催化剂载体的制备
2.6.3 催化剂的制备
2.6.4 催化剂的回收
2.7 催化剂的表征方法
2.7.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.7.2 能量色散X射线光谱仪(EDX)
2.7.3 X射线衍射仪(XRD)
2.7.4 全自动物理吸附仪
2.7.5 X-射线光电子能谱仪(XPS)
2.8 环丙沙星降解效果的分析方法
2.8.1 环丙沙星浓度变化的检测
2.8.1.1 环丙沙星浓度变化的计算方法
2.8.1.2 高效液相色谱(HPLC)运行条件
2.8.2 环丙沙星矿化效率的测定
2.8.3 环丙沙星降解产物的测定
3 催化剂的制备与性能
3.1 催化剂活性的确定
3.2 催化剂制备的影响参数
3.2.1 铁负载量的影响
3.2.2 焙烧温度的影响
3.2.3 焙烧时间的影响
3.3 催化剂的表征分析
3.3.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
3.3.2 X射线衍射分析(XRD)
3.3.3 比表面积分析(BET)
3.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
3.4 小结
4 反应条件的优化
4.1 污染物初始浓度对环丙沙星降解效率的影响
4.2 催化剂投加量对环丙沙星降解效率的影响
4.3 反应时间对环丙沙星降解效率的影响
4.4 最优反应条件下环丙沙星降解效率
4.5 小结
5 催化剂作用机制及稳定性研究
5.1 催化剂稳定性研究
5.2 臭氧催化氧化作用机制的研究
5.2.1 吸附作用的影响
5.2.2 反应机制的确定
5.3 环丙沙星降解产物的研究
5.4 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]Mn基金属氧化物催化剂常温催化氧化甲醛[J]. 黄琼,白梦天,任超,王广宏,陶涛,赵云霞,陈敏东. 中国环境科学. 2018(01)
[2]铈负载SBA-15分子筛催化臭氧氧化水中环丙沙星[J]. 马骕骦,潘兆琪,陈伟锐,李旭凯,李来胜. 环境化学. 2016(05)
[3]改性牡蛎壳粉的制备及其对Cd2+的吸附[J]. 苏永昌,林荣晓,刘秋凤,刘淑集,吴成业. 福建水产. 2015(06)
[4]负载型钴锰复合氧化物臭氧辅助催化降解低浓度甲醛的性能研究[J]. 周吉文,李一倬,范泽云,施建伟,上官文峰. 分子催化. 2014(01)
[5]牡蛎壳负载壳聚糖去除水中活性红152[J]. 黄晓东,娄本勇,李少雅. 环境科学学报. 2013(06)
博士论文
[1]城市污水处理厂中痕量抗生素的归趋及其减排技术研究[D]. 刘鹏霄.大连理工大学 2014
[2]臭氧/多相催化氧化去除水中有机污染物效能与机理[D]. 孙志忠.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]应用三维石墨烯/二氧化铈基复合阴极材料电芬顿法降解环丙沙星的研究[D]. 谢宝荣.天津大学 2016
[2]活性炭载锰催化剂制备及其催化臭氧氧化处理废水[D]. 王蕴.浙江大学 2016
[3]改性牡蛎壳除磷吸附剂制备及其除磷性能研究[D]. 李文鹏.大连理工大学 2014
本文编号：3449207
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3449207.html
