纳米二氧化锰的表面形貌调控及其催化氧化性能研究

发布时间：2017-08-27 04:20

  本文关键词：纳米二氧化锰的表面形貌调控及其催化氧化性能研究

  更多相关文章： 晶型 二氧化锰 亚甲基蓝 过氧化氢 水热法 水溶液共沉淀法

【摘要】：本论文主要通过水热法、水溶液共沉淀法和臭氧直接氧化法制备了α、δ、β、ε和γ晶型的纳米二氧化锰。通过改变反应温度、反应还原剂或氧化剂的用量、还原剂或氧化剂的种类、反应的pH值、反应时间和添加不同种类的小分子醇对纳米二氧化锰的晶型和形貌进行了调控。通过XRD、SEM、TEM和BET等手段对相应颗粒的组成和形貌特征以及晶型转变规律进行了深入研究。本文选取亚甲基蓝为目标污染物,考察不同晶型纳米二氧化锰对其的吸附效果,并研究了其吸附动力学,进行了催化过氧化氢氧化处理亚甲基蓝废水并考察了晶型种类、催化剂质量、pH、温度等条件对催化过氧化氢氧化的影响。实验结果如下:在水热或水溶液共沉淀的条件下,改变还原剂的量、改变反应温度、改变还原剂的种类、氧化剂的种类、反应时间、pH等都会影响纳米二氧化锰的晶型转变和形貌改变,其晶型转变的大致规律为δ-γ-α-β-MnO_2。吸附实验中,每种晶型纳米二氧化锰都具有一定吸附能力,其吸附效果为δγαεβ-MnO_2。其吸附量分别为78.28mg/g、73.23mg/g、56.1mg/g、45.375mg/g和14.38mg/g。其吸附动力学均符合准二级吸附速率方程。各催化剂催化过氧化氢处理亚甲基蓝废水都具有一定的效果,比单独过氧化氢处理效果明显提高,其催化效果为βδγαε-MnO_2。其中β-MnO_2和δ-MnO_2具有较高的催化效果,其去除率能达到99.3%和95.6%。催化后二氧化锰晶型一般不变,但形貌改变。实验结果发现最佳催化剂用量为0.2g,最佳双氧水用量为15mL,添加臭氧联合作用能更高效地降解亚甲基蓝废水。
【关键词】：晶型 二氧化锰 亚甲基蓝 过氧化氢 水热法 水溶液共沉淀法
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 水源污染现状10-11
• 1.1.1 难降解有机废水污染现状及特征10
• 1.1.2 印染废水概述10-11
• 1.2 国内外高级氧化法处理染料废水的研究现状11-12
• 1.2.1 臭氧法处理染料废水的研究现状11
• 1.2.2 光化学法处理染料废水的研究现状11-12
• 1.2.3 超声氧化法处理染料废水的研究现状12
• 1.2.4 芬顿法处理染料废水的研究现状12
• 1.3 二氧化锰的研究现状12-17
• 1.3.1 纳米二氧化锰的制备方法研究进展13-15
• 1.3.2 纳米二氧化锰应用研究进展15-17
• 1.4 本文的研究内容及意义17-20
• 1.4.1 研究意义17-18
• 1.4.2 研究内容18-20
• 第2章 纳米二氧化锰的制备及表征20-44
• 2.1 引言20
• 2.2 分析测试方法20-21
• 2.2.1 粉末X-射线衍射（XRD）20
• 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)20-21
• 2.2.3 透射电子显微镜（TEM）21
• 2.3 实验试剂和仪器21-22
• 2.3.1 实验试剂21-22
• 2.3.2 实验仪器22
• 2.4 实验部分22-41
• 2.4.1 催化剂的制备方法22-24
• 2.4.2 纳米二氧化锰晶型衍射图分析24-28
• 2.4.3 实验结果与讨论28-41
• 2.5 本章小结41-44
• 第3章 不同晶型纳米二氧化锰吸附亚甲基蓝的研究44-62
• 3.1 引言44
• 3.2 实验试剂和仪器44-46
• 3.2.1 实验试剂44-45
• 3.2.2 实验仪器45-46
• 3.3 实验内容46-53
• 3.3.1 实验试剂配制和药品46-52
• 3.3.2 实验过程52
• 3.3.3 实验数据分析52-53
• 3.4 实验结果与讨论53-59
• 3.4.1 不同合成方法制备的纳米二氧化锰的吸附性能对比53-54
• 3.4.2 不同晶型纳米二氧化锰的吸附性能对比54-56
• 3.4.3 吸附剂用量对吸附效果影响56-57
• 3.4.4 反应温度对吸附剂效果影响57-58
• 3.4.5 溶液pH对吸附剂效果影响58-59
• 3.5 本章小结59-62
• 第4章 不同晶型二氧化锰催化过氧化氢氧化降解亚甲基蓝的研究62-78
• 4.1 引言62-63
• 4.2 实验试剂和仪器63-64
• 4.2.1 实验试剂63
• 4.2.2 实验仪器63-64
• 4.3 实验内容64
• 4.4 实验结果与讨论64-75
• 4.4.1 单独双氧水对亚甲基蓝的处理64-65
• 4.4.2 不同晶型纳米二氧化锰对亚甲基蓝的处理效果65-70
• 4.4.3 不同催化剂用量对处理亚甲基蓝催化效果的影响70-72
• 4.4.4 改变H_2O_2用量对亚甲基蓝催化效果的影响72-73
• 4.4.5 不同温度下对亚甲基蓝催化效果影响73-74
• 4.4.6 pH值对亚甲基蓝催化效果的影响74-75
• 4.4.7 添加O_3对亚甲基蓝催化效果的影响75
• 4.5 本章小结75-78
• 结论78-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间所发表的论文84-86
• 致谢86

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