中空结构MFe 2 O 4 (M=Fe、Cu)/SiO 2 复合材料的Fenton催化性能研究
发布时间：2023-02-14 20:53
近年来,染料废水对水体的污染日益加剧,严重危害到了水体环境与人类的健康,引起了社会的广泛关注。非均相Fenton法因具有氧化效率高、催化剂可回收利用等优点而广泛应用于降解有机污染物分子。然而,大多数非均相Fenton催化剂材料都存在着活性和稳定性不高的缺陷。尖晶石铁氧体材料Fe3O4和CuFe2O4价格低廉、环保无害且易于磁性分离回收,可用作非均相Fenton催化剂。本文将Fe304和CuFe2O4分别与SiO2空心球进行复合,合成出具有独特中空结构的复合材料,有效地提高了铁氧体的催化活性和稳定性。本文的主要研究内容总结如下:1、利用一步溶剂热法,合成了具有良好分散性和高饱和磁化强度的Fe3O4空心微球,并探讨了反应时间及尿素用量对所制备产物的影响。实验结果表明:当反应时间为16 h,尿素加入量为40mmol时获得的样品空心结构最明显,空腔尺寸和比表面积最大,饱和磁化强度达到115.4 emu/g。通过研究不同反应时间所制得产物的结构及形貌,分析了该中空结构的形成机理。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,在反应体系中加入H2O2,考察Fe3O4空心微球作为异相Fenton催化剂氧化降解R...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 Fenton氧化技术
1.2.1 Fenton技术概述
1.2.2 非均相Fenton和类Fenton技术
1.2.3 非均相photo-Fenton技术
1.3 尖晶石铁氧体材料
1.3.1 尖晶石铁氧体材料概述
1.3.2 尖晶石铁氧体材料在非均相Fenton领域的应用
1.3.3 尖晶石铁氧体材料的制备
1.3.3.1 化学共沉淀法
1.3.3.2 微乳液法
1.3.3.3 溶胶-凝胶法
1.3.3.4 水热法
1.3.3.5 溶剂热法
1.4 中空结构材料
1.4.1 中空结构材料概述
1.4.2 中空结构材料在催化领域的应用
1.5 课题研究意义及目的
1.6 参考文献
第二章 Fe3O4空心微球的制备及其photo-Fenton性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 化学试剂
2.2.2 Fe3O4空心微球的制备
2.2.3 仪器表征
2.2.4 Photo-Fenton性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 样品的XRD及XPS分析
2.3.2 样品的TEM及HRTEM分析
2.3.3 样品的DRS分析
2.3.4 反应时间对产物的影响
2.3.4.1 反应时间对产物物相结构的影响
2.3.4.2 反应时间对产物形貌的影响
2.3.4.3 反应时间对产物磁性的影响
2.3.4.4 反应时间对产物比表面积的影响
2.3.5 尿素用量对产物的影响
2.3.5.1 尿素用量对产物物相的影响
2.3.5.2 尿素用量对产物形貌的影响
2.3.5.3 尿素用量对产物磁性的影响
2.3.6 Photo-Fenton性能初步研究
2.4 结论
2.5 参考文献
第三章 Fe3O4/SiO2双壳层空心球的制备及其photo-Fenton性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 化学试剂
3.2.2 大孔径介孔SiO2空心球的制备
3.2.3 Fe3O4/SiO2双壳层空心球的制备
3.2.4 仪器表征
3.2.5 Photo-Fenton性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品的XRD及XPS分析
3.3.2 样品的SEM、TEM及HRTEM分析
3.3.3 样品的红外光谱及磁性分析
3.3.4 样品的BET分析
3.3.5 样品的DRS分析
3.3.6 样品的形成机理
3.3.7 样品的photo-Fenton催化活性分析
3.3.7.1 不同体系下的催化性能对比
3.3.7.2 催化剂用量对降解率的影响
3.3.7.3 H2O2用量对降解率的影响
3.3.7.4 RhB初始浓度对降解率的影响
3.3.7.5 溶液pH值对降解率的影响
3.3.8 样品的photo-Fenton机理研究
3.3.9 样品的循环稳定性研究
3.4 结论
3.5 参考文献
第四章 Cu-CuFe2O4/SiO2复合材料的制备及其Fenton性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 化学试剂
4.2.2 大孔径介孔SiO2空心球的制备
4.2.3 Cu-CuFe2O4/SiO2双壳层空心球的制备
4.2.4 仪器表征
4.2.5 Fenton性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品的XRD及XPS分析
4.3.2 样品的SEM、TEM和HRTEM分析
4.3.3 添加聚乙二醇对样品的影响分析
4.3.4 样品的红外光谱分析
4.3.5 样品的BET分析
4.3.6 样品的Fenton催化活性分析
4.3.6.1 不同催化剂的催化性能对比
4.3.6.2 催化剂用量对降解率的影响
4.3.6.3 H2O2用量对降解率的影响
4.3.6.4 MB初始浓度对降解率的影响
4.3.6.5 溶液pH值对降解率的影响
4.3.7 样品的Fenton机理研究
4.3.8 样品的稳定性及重复利用性研究
4.4 结论
4.5 参考文献
结论
致谢
硕士期间发表论文
本文编号：3743007
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【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 Fenton氧化技术
1.2.1 Fenton技术概述
1.2.2 非均相Fenton和类Fenton技术
1.2.3 非均相photo-Fenton技术
1.3 尖晶石铁氧体材料
1.3.1 尖晶石铁氧体材料概述
1.3.2 尖晶石铁氧体材料在非均相Fenton领域的应用
1.3.3 尖晶石铁氧体材料的制备
1.3.3.1 化学共沉淀法
1.3.3.2 微乳液法
1.3.3.3 溶胶-凝胶法
1.3.3.4 水热法
1.3.3.5 溶剂热法
1.4 中空结构材料
1.4.1 中空结构材料概述
1.4.2 中空结构材料在催化领域的应用
1.5 课题研究意义及目的
1.6 参考文献
第二章 Fe3O4空心微球的制备及其photo-Fenton性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 化学试剂
2.2.2 Fe3O4空心微球的制备
2.2.3 仪器表征
2.2.4 Photo-Fenton性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 样品的XRD及XPS分析
2.3.2 样品的TEM及HRTEM分析
2.3.3 样品的DRS分析
2.3.4 反应时间对产物的影响
2.3.4.1 反应时间对产物物相结构的影响
2.3.4.2 反应时间对产物形貌的影响
2.3.4.3 反应时间对产物磁性的影响
2.3.4.4 反应时间对产物比表面积的影响
2.3.5 尿素用量对产物的影响
2.3.5.1 尿素用量对产物物相的影响
2.3.5.2 尿素用量对产物形貌的影响
2.3.5.3 尿素用量对产物磁性的影响
2.3.6 Photo-Fenton性能初步研究
2.4 结论
2.5 参考文献
第三章 Fe3O4/SiO2双壳层空心球的制备及其photo-Fenton性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 化学试剂
3.2.2 大孔径介孔SiO2空心球的制备
3.2.3 Fe3O4/SiO2双壳层空心球的制备
3.2.4 仪器表征
3.2.5 Photo-Fenton性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品的XRD及XPS分析
3.3.2 样品的SEM、TEM及HRTEM分析
3.3.3 样品的红外光谱及磁性分析
3.3.4 样品的BET分析
3.3.5 样品的DRS分析
3.3.6 样品的形成机理
3.3.7 样品的photo-Fenton催化活性分析
3.3.7.1 不同体系下的催化性能对比
3.3.7.2 催化剂用量对降解率的影响
3.3.7.3 H2O2用量对降解率的影响
3.3.7.4 RhB初始浓度对降解率的影响
3.3.7.5 溶液pH值对降解率的影响
3.3.8 样品的photo-Fenton机理研究
3.3.9 样品的循环稳定性研究
3.4 结论
3.5 参考文献
第四章 Cu-CuFe2O4/SiO2复合材料的制备及其Fenton性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 化学试剂
4.2.2 大孔径介孔SiO2空心球的制备
4.2.3 Cu-CuFe2O4/SiO2双壳层空心球的制备
4.2.4 仪器表征
4.2.5 Fenton性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品的XRD及XPS分析
4.3.2 样品的SEM、TEM和HRTEM分析
4.3.3 添加聚乙二醇对样品的影响分析
4.3.4 样品的红外光谱分析
4.3.5 样品的BET分析
4.3.6 样品的Fenton催化活性分析
4.3.6.1 不同催化剂的催化性能对比
4.3.6.2 催化剂用量对降解率的影响
4.3.6.3 H2O2用量对降解率的影响
4.3.6.4 MB初始浓度对降解率的影响
4.3.6.5 溶液pH值对降解率的影响
4.3.7 样品的Fenton机理研究
4.3.8 样品的稳定性及重复利用性研究
4.4 结论
4.5 参考文献
结论
致谢
硕士期间发表论文
本文编号：3743007
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