原位合成氟改性Fe 3 O 4 及其催化降解染料废水研究

发布时间：2023-02-07 18:13

　　随着我国印染工业的迅猛发展,染料废水如何处理已成为环境问题中的重要课题。高级氧化技术中的Fenton反应具有氧化性强、降解效果好等优点,因而在染料废水处理中得到了较为广泛应用。但均相Fenton仍存在许多弊端,如羟基自由基利用率较低、易形成二次污染、pH适用范围较窄（~3）、铁离子流失使得催化剂不能重复使用等问题。研究发现使用Fe₃O₄作为多相类Fenton催化剂不仅可以拓宽体系pH范围,还可避免铁泥固体产生,反应后的催化剂易磁性回收。然而,单一的Fe₃O₄ MNPs（磁性纳米颗粒）活化H₂O₂能力有限,产生·OH不足,使得有机污染物的降解效率不如Fenton反应。近年来研究发现对Fe₃O₄进行金属离子掺杂,能提高其催化降解活性。如今使用的大都是阳离子,使用阴离子掺杂的鲜有报道,如氟离子（F^-）。因此,本论文首次使用溶剂热法和离子热两种方法原位合成了氟掺杂改性Fe₃O<... 

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 染料废水处理现状
        1.1.1 染料废水的来源及危害
        1.1.2 染料废水分类及特点
        1.1.3 染料废水的处理方法
    1.2 Fenton技术
        1.2.1 Fenton技术原理
        1.2.2 Fenton技术存在的问题
    1.3 Fe_3O_4非均相类Fenton反应研究
        1.3.1 Fe_3O_4的基本结构性质
        1.3.2 Fe_3O_4磁性纳米粒子制备方法
        1.3.3 提高Fe3O4类Fenton体系催化降解性能研究
    1.4 本论文的研究意义及内容
第2章 溶剂热合成氟改性Fe_3O_4磁性微球及其催化降解橙黄G研究
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 试剂和仪器
        2.2.2 溶剂热制备空白Fe_3O_4及氟改性Fe_3O_4微球
        2.2.3 Fe_3O_4磁性微球的表征
        2.2.4 橙黄G(OG)溶液的催化降解实验
    2.3 分析方法
        2.3.1 橙黄G的分析测试方法
        2.3.2 Fe_3O_4的铁含量测定
        2.3.3 化学需氧量的测定
        2.3.4 降解体系氟离子及铁离子的溶出量测定
    2.4 实验结果与讨论
        2.4.1 氟掺杂量对催化剂结构的影响
        2.4.2 氟掺杂量对催化降解效果的影响
        2.4.3 催化剂的其他表征
        2.4.4 H_2O_2浓度对催化降解效果的影响
        2.4.5 溶液pH值对催化降解效果的影响
        2.4.6 反应温度对催化降解效果的影响
        2.4.7 对其他染料的降解效果对比
        2.4.8 反应机理研究
        2.4.9 Fe_3O_4催化剂的催化循环性能
    2.5 本章小结
第3章 离子热合成氟改性Fe_3O_4磁性颗粒及其催化降解罗丹明B研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 试剂和仪器
        3.2.2 离子热制备空白Fe_3O_4及氟掺杂改性Fe3O4
        3.2.3 Fe_3O_4磁性微球的表征
        3.2.4 罗丹明B(RhB)溶液的催化降解实验
    3.3 分析方法
        3.3.1 罗丹明B的分析测试方法
        3.3.2 化学需氧量的测定
        3.3.3 降解体系氟离子及铁离子的溶出量测定
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 不同制备方法对催化剂结构的影响
        3.4.2 不同制备方法对对催化降解效果的影响
        3.4.3 H_2O_2浓度对催化降解效果的影响
        3.4.4 溶液pH值对催化降解效果的影响
        3.4.5 反应温度对催化降解效果的影响
        3.4.6 反应机理研究
        3.4.7 Fe_3O_4催化剂的催化循环性能
    3.5 本章小结
第4章 全文总结及展望
    4.1 全文总结
    4.2 研究展望
参考文献
硕士论文期间发表的文章和专利
致谢



本文编号：3737214