花状介孔氧化铝的制备及在废水处理中的应用

发布时间：2017-12-06 23:22

  本文关键词：花状介孔氧化铝的制备及在废水处理中的应用

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【摘要】：介孔氧化铝具有高比表面积、高热稳定性、大的孔容积和窄的孔径分布等特点在催化、吸附、光学、化学过程等领域中具有重要的商业应用价值。氧化铝常规的制备方法有溶胶-凝胶法、纳米铸造法、水热法等。这些制备方法均存在一定的缺陷,比如制备工艺复杂,消耗大量的溶剂造成高的生产成本,煅烧过程中产生有毒有害气体污染环境。目前,介孔氧化铝主要用作汽车尾气处理的催化剂载体,而其在于污水处理上的应用鲜有报道。针对上述问题本文采用流变相法以小分子表面活性剂胆酸钠作为模板剂兼小分子络合剂合成具有特殊形貌的花状介孔氧化铝,并通过掺杂稀土金属来提高氧化铝的比表面积同时增强其热稳定性。最后将制备的花状介孔氧化铝应用于染料废水处理上,一方面通过吸附的方法除去染料废水中的有机染料,另一方面将其作为催化剂载体,负载纳米氧化铁合成一种负载型的γ-Al2O3/Fe2O3类Fenton催化剂,催化降解模拟染料废水中的有机染料。取得了以下具有参考价值的研究结果：1、在流变相法制备介孔γ氧化铝的研究中发现,加入小分子胆酸钠(Nach)可以提高氧化铝的比表面积。此外,掺入一定量的稀土金属还可以在一定程度上提高产物的热稳定性和比表面积。研究发现, 当物质的量比n(La):n(Nach):n(Al)=0.03:0.05:1时,样品经550℃煅烧4h后,产物的比表面积为369m2/g,孔容量为1.79 cm3/g,孔径分布集中于7.7nm左右。2、在花状介孔氧化铝在吸附酸性铬蓝K模拟染料废水的应用研究中发现,花状介孔氧化铝对酸性铬蓝K模拟染料废水有非常好的吸附效果,吸附实验在1.5 h内即可达到吸附平衡。该吸附过程是一种能自发进行的吸热过程,其吸附等温线符合Freundlich等温吸附模型、吸附过程与伪二级动力学模型相吻合,且吸附剂具有非常高的再生率。3、在花状介孔氧化铝上负载催化剂氧化铁制备类Fenton催化剂γ-Al2O3/Fe2O3并将其应用于催化降解染料废水的研究中发现,Fe的最佳负载量为15%,该催化剂克服了传统Fenton催化剂对强酸性环境的依赖,拓宽了Fenton催化剂的使用范围；γ-Al2O3/Fe2O3催化剂降解AK染料废水的过程为一级反应,其中H2O2的最佳投加量为70 mmol/L,升高温度有助于提高催化效率,并且催化剂具有较好的重用性。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O643.36

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本文编号：1260335