Co 3 O 4 /氮掺杂三维石墨烯活化过硫酸盐降解硝基苯废水的研究
发布时间：2021-04-28 19:16
硝基苯（NB）属于典型难降解高毒性有机污染物,因硝基的强钝化作用,给硝基苯废水的处理增添了较大的难度。在众多的处理技术中,过硫酸盐高级氧化技术成为最佳选择,构建高效无污染的非均相负载型过硫酸盐催化剂是重点研究内容。基于三维石墨烯所具有的独特孔道结构和氮掺杂的催化强化作用,本文以硝酸钴为活性组分前驱体,通过改变制备条件,在不同氮源、不同氮源与氧化石墨质量比、不同前驱体浓度、不同水热温度和不同水热时间条件下,采用一步水热法制备了一系列以氮掺杂三维石墨烯（3D N-GN）为载体,以Co3O4为活性组分的Co3O4/3D N-GN非均相负载型催化剂,采用各种现代分析手段对催化剂的组成、结构特性进行了表征,详细考察了不同制备条件下催化剂的催化活性,确定最佳制备条件。在此基础上对最佳条件下制备的催化剂催化性能进行了评价,并对其催化活化过一硫酸氢盐（PMS）降解硝基苯的内在机制进行了解析。此外,详细考察各影响因素对该催化氧化体系性能的影响作用,并对硝基苯的降解途径途径进行解析,进一步验证了该催化氧化方法的可行性,获得的具体结论如下:（1）以丙烯酰胺为氮源,在丙烯酰胺与氧化石墨烯质量比为10%,前驱体...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
1.1 硝基苯废水处理技术及研究现状
1.1.1 硝基苯废水的来源及危害
1.1.2 硝基苯废水的处理方法
1.2 过硫酸盐氧化技术的研究现状
1.2.1 过硫酸盐活化方法
1.2.2 均相过硫酸盐氧化技术
1.2.3 非均相过硫酸盐氧化技术
1.3 石墨烯材料研究进展
1.3.1 二维石墨烯材料研究进展
1.3.2 三维石墨烯宏观体研究进展
1.3.3 氮掺杂石墨烯材料的研究进展
1.4 课题研究的目的意义及内容
1.4.1 课题研究的目的和意义
1.4.2 课题研究的内容
2.实验部分
2.1 实验材料和方法
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 不同材料的制备方法
2.2.2 分析方法
2.2.3 表征方法
2.2.4 硝基苯废水降解实验方法
3.高效Co_3O_4/3D N-GN催化剂的制备与表征
3.1 引言
3.2 催化剂制备条件的确定
3.2.1 氮源的确定
3.2.2 氮源与氧化石墨质量比的确定
3.2.3 前驱体浓度的确定
3.2.4 水热温度的确定
3.2.5 水热时间的确定
3.3 最佳条件下制备催化剂的表征及性能评估
3.3.1 最佳条件下制备的催化剂与对照体系催化材料的表征
3.3.2 Co_3O_4/3D N-GN催化剂与对照体系催化材料催化性能的对比
3.4 Co_3O_4/3D N-GN活化机理解析
3.5 本章小结
4.Co_3O_4/3D N-GN/PMS降解硝基苯废水条件的探究及降解历程解析
4.1 引言
4.2 Co_3O_4/3D N-GN活化过一硫酸盐降解硝基苯废水单因素实验
4.2.1 PMS投加量的影响作用
4.2.2 Co_3O_4/3D N-GN投加量的影响作用
4.2.3 pH的影响作用
4.3 各种阴离子对硝基苯降解效果的影响作用
4.3.1 H_2PO_4~-对硝基苯降解效果的影响作用
4.3.2 HCO_3~-对硝基苯降解效果的影响作用
4.3.3 NO_3~-对硝基苯降解效果的影响作用
4.3.4 Cl~-对硝基苯降解效果的影响作用
4.4 硝基苯废水降解历程GC-MS分析
4.5 本章小结
5.结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁酸铜非均相活化过硫酸盐降解罗丹明B[J]. 杨珂,唐琪,杨晓丹,李敏睿,丁欣欣,白孟琦,王玉如. 中国环境科学. 2019(09)
[2]基于三维氮掺杂石墨烯气凝胶的修饰电极电化学检测苏丹Ⅰ[J]. 余云辉,马雪,谢羽,彭国颖,涂小龙,占晨,卢丽敏,高凤,刘光斌. 应用化工. 2019(09)
[3]硼掺杂石墨烯气凝胶的制备及在超级电容器中电化学性能研究[J]. 任帅,容萍,于琦,姜立运,李亚鹏. 炭素技术. 2019(04)
[4]过硫酸盐活化方式与氧化降解有机物效能及其在污染场地修复中的应用[J]. 章晋门,陈泉源,杨慧敏. 化工进展. 2020(01)
[5]污水的内含能及污水处理过程的耗能与节能[J]. 韦朝海,周红桃,黄晶,韦聪,杨兴舟,韦景悦,李泽敏,胡芸,任源. 土木与环境工程学报(中英文). 2019(05)
[6]活化过硫酸盐处理酚类废水的研究进展[J]. 韩美玲,张锦,杨明君,韩昕怡,房珊羽. 应用化工. 2019(10)
[7]热活化过硫酸钠对偶氮染料的降解规律[J]. 朱淳,徐江流,申哲民,郭卫民. 净水技术. 2019(07)
[8]氮磷共掺杂三维石墨烯的制备及其电化学性能的研究[J]. 程晓宇,宋伟明,孙立. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2019(04)
[9]不同电极下三维电极电-Fenton法处理硝基苯废水的试验研究[J]. 李刚,于佳辉,陈巍. 建筑与预算. 2019(06)
[10]氧化石墨烯的分离制备及其性能表征[J]. 陈娇利,柯福佑,王旻彦,宋非. 当代化工. 2019(06)
博士论文
[1]高性能三维石墨烯材料的构筑、功能化及性能研究[D]. 李瑞怡.江南大学 2018
[2]功能化石墨烯基材料用于能源存储与转换[D]. 王霄鹏.北京理工大学 2017
[3]氮、磷掺杂石墨烯的合成及催化性能研究[D]. 张义成.南开大学 2014
[4]石墨烯基材料的制备及其在多相催化中的应用[D]. 聂仁峰.浙江大学 2014
[5]非均相Co3O4/GO/PMS体系催化氧化降解染料废水的研究[D]. 时鹏辉.东华大学 2013
[6]基于过渡金属氧化物催化活化过一硫酸盐高级氧化方法及其在有机污染物降解中的应用[D]. 丁耀彬.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]热活化过硫酸盐体系降解甲硝唑的研究[D]. 李婷婷.吉林大学 2019
[2]生物-电化学协同处理氟代硝基苯机理及扩大化应用研究[D]. 葛志鹏.浙江工商大学 2019
[3]三维石墨烯气凝胶制备及其吸附水中有机污染物效能研究[D]. 杜佳.哈尔滨工业大学 2018
[4]Mn3O4-CeO2/三维石墨烯催化过硫酸盐氧化降解金橙Ⅱ的研究[D]. 任庆军.辽宁科技大学 2018
[5]CoFe2O4和CoFe2O4/氧化石墨烯催化过一硫酸盐降解诺氟沙星的研究[D]. 董少卫.南京农业大学 2017
[6]超重力均相催化臭氧化降解酸性硝基苯废水[D]. 王永红.中北大学 2017
[7]催化臭氧氧化处理高浓度硝基苯类废水研究[D]. 廖敏会.重庆大学 2017
[8]氮掺杂活性炭材料的制备及性能研究[D]. 郭晓娜.贵州大学 2016
[9]石墨烯/锰铁尖晶石催化臭氧去除水中DBP的研究[D]. 陈瑀.哈尔滨工程大学 2016
[10]γ-MnOOH和CuO催化过硫酸盐氧催化苯酚机制的研究[D]. 李阳.天津工业大学 2016
本文编号：3166025
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
1.1 硝基苯废水处理技术及研究现状
1.1.1 硝基苯废水的来源及危害
1.1.2 硝基苯废水的处理方法
1.2 过硫酸盐氧化技术的研究现状
1.2.1 过硫酸盐活化方法
1.2.2 均相过硫酸盐氧化技术
1.2.3 非均相过硫酸盐氧化技术
1.3 石墨烯材料研究进展
1.3.1 二维石墨烯材料研究进展
1.3.2 三维石墨烯宏观体研究进展
1.3.3 氮掺杂石墨烯材料的研究进展
1.4 课题研究的目的意义及内容
1.4.1 课题研究的目的和意义
1.4.2 课题研究的内容
2.实验部分
2.1 实验材料和方法
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 不同材料的制备方法
2.2.2 分析方法
2.2.3 表征方法
2.2.4 硝基苯废水降解实验方法
3.高效Co_3O_4/3D N-GN催化剂的制备与表征
3.1 引言
3.2 催化剂制备条件的确定
3.2.1 氮源的确定
3.2.2 氮源与氧化石墨质量比的确定
3.2.3 前驱体浓度的确定
3.2.4 水热温度的确定
3.2.5 水热时间的确定
3.3 最佳条件下制备催化剂的表征及性能评估
3.3.1 最佳条件下制备的催化剂与对照体系催化材料的表征
3.3.2 Co_3O_4/3D N-GN催化剂与对照体系催化材料催化性能的对比
3.4 Co_3O_4/3D N-GN活化机理解析
3.5 本章小结
4.Co_3O_4/3D N-GN/PMS降解硝基苯废水条件的探究及降解历程解析
4.1 引言
4.2 Co_3O_4/3D N-GN活化过一硫酸盐降解硝基苯废水单因素实验
4.2.1 PMS投加量的影响作用
4.2.2 Co_3O_4/3D N-GN投加量的影响作用
4.2.3 pH的影响作用
4.3 各种阴离子对硝基苯降解效果的影响作用
4.3.1 H_2PO_4~-对硝基苯降解效果的影响作用
4.3.2 HCO_3~-对硝基苯降解效果的影响作用
4.3.3 NO_3~-对硝基苯降解效果的影响作用
4.3.4 Cl~-对硝基苯降解效果的影响作用
4.4 硝基苯废水降解历程GC-MS分析
4.5 本章小结
5.结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁酸铜非均相活化过硫酸盐降解罗丹明B[J]. 杨珂,唐琪,杨晓丹,李敏睿,丁欣欣,白孟琦,王玉如. 中国环境科学. 2019(09)
[2]基于三维氮掺杂石墨烯气凝胶的修饰电极电化学检测苏丹Ⅰ[J]. 余云辉,马雪,谢羽,彭国颖,涂小龙,占晨,卢丽敏,高凤,刘光斌. 应用化工. 2019(09)
[3]硼掺杂石墨烯气凝胶的制备及在超级电容器中电化学性能研究[J]. 任帅,容萍,于琦,姜立运,李亚鹏. 炭素技术. 2019(04)
[4]过硫酸盐活化方式与氧化降解有机物效能及其在污染场地修复中的应用[J]. 章晋门,陈泉源,杨慧敏. 化工进展. 2020(01)
[5]污水的内含能及污水处理过程的耗能与节能[J]. 韦朝海,周红桃,黄晶,韦聪,杨兴舟,韦景悦,李泽敏,胡芸,任源. 土木与环境工程学报(中英文). 2019(05)
[6]活化过硫酸盐处理酚类废水的研究进展[J]. 韩美玲,张锦,杨明君,韩昕怡,房珊羽. 应用化工. 2019(10)
[7]热活化过硫酸钠对偶氮染料的降解规律[J]. 朱淳,徐江流,申哲民,郭卫民. 净水技术. 2019(07)
[8]氮磷共掺杂三维石墨烯的制备及其电化学性能的研究[J]. 程晓宇,宋伟明,孙立. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2019(04)
[9]不同电极下三维电极电-Fenton法处理硝基苯废水的试验研究[J]. 李刚,于佳辉,陈巍. 建筑与预算. 2019(06)
[10]氧化石墨烯的分离制备及其性能表征[J]. 陈娇利,柯福佑,王旻彦,宋非. 当代化工. 2019(06)
博士论文
[1]高性能三维石墨烯材料的构筑、功能化及性能研究[D]. 李瑞怡.江南大学 2018
[2]功能化石墨烯基材料用于能源存储与转换[D]. 王霄鹏.北京理工大学 2017
[3]氮、磷掺杂石墨烯的合成及催化性能研究[D]. 张义成.南开大学 2014
[4]石墨烯基材料的制备及其在多相催化中的应用[D]. 聂仁峰.浙江大学 2014
[5]非均相Co3O4/GO/PMS体系催化氧化降解染料废水的研究[D]. 时鹏辉.东华大学 2013
[6]基于过渡金属氧化物催化活化过一硫酸盐高级氧化方法及其在有机污染物降解中的应用[D]. 丁耀彬.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]热活化过硫酸盐体系降解甲硝唑的研究[D]. 李婷婷.吉林大学 2019
[2]生物-电化学协同处理氟代硝基苯机理及扩大化应用研究[D]. 葛志鹏.浙江工商大学 2019
[3]三维石墨烯气凝胶制备及其吸附水中有机污染物效能研究[D]. 杜佳.哈尔滨工业大学 2018
[4]Mn3O4-CeO2/三维石墨烯催化过硫酸盐氧化降解金橙Ⅱ的研究[D]. 任庆军.辽宁科技大学 2018
[5]CoFe2O4和CoFe2O4/氧化石墨烯催化过一硫酸盐降解诺氟沙星的研究[D]. 董少卫.南京农业大学 2017
[6]超重力均相催化臭氧化降解酸性硝基苯废水[D]. 王永红.中北大学 2017
[7]催化臭氧氧化处理高浓度硝基苯类废水研究[D]. 廖敏会.重庆大学 2017
[8]氮掺杂活性炭材料的制备及性能研究[D]. 郭晓娜.贵州大学 2016
[9]石墨烯/锰铁尖晶石催化臭氧去除水中DBP的研究[D]. 陈瑀.哈尔滨工程大学 2016
[10]γ-MnOOH和CuO催化过硫酸盐氧催化苯酚机制的研究[D]. 李阳.天津工业大学 2016
本文编号：3166025
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3166025.html
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