固体碱MgO催化臭氧化有机物的性能研究

发布时间：2021-05-09 00:39

　　本文首先从臭氧的物理化学性质及其与物质的反应出发,介绍了臭氧在水处理中的应用及存在的缺陷。基于臭氧类高级氧化技术的研究现状和工业实际应用的要求,结合固体碱MgO的特性及应用潜力,研究了中性条件下,MgO/O₃-1（利用两种不同的方法制备了MgO/GAC,其中本文中直接热分解法命名为MgO/GAC-1,沉淀煅烧法记为MgO/GAC-2）降解乙酸及敌草隆的效能;同时也研究了MgO在臭氧化烯烃化合物制备醛类化合物性能。当溶液pH在5¹1的范围内,MgO/GAC-1对乙酸的降解均有较好的效果,当pH为7.0,反应30分钟时,催化剂MgO/GAC-1的引入使乙酸在O3中的去除率增加了33.8%。并且MgO/GAC-1的稳定性比MgO/GAC-2较高,在重复十几次试验后,催化剂依然效果如初。在敌草隆的降解实验中在不同初始pH条件下臭氧化的效率提升幅度为15%-35%。并且能阻止由于敌草隆分解成小分子酸引起的pH下降问题,溶液维持中碱性有利于提高臭氧化效率。因此,该体系的作用机制,MgO/GAC-1的加入一方面可以有效改善溶液pH,促进臭氧分解;另一方面可... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 选题的意义与背景
    1.2 臭氧及其相关性质
        1.2.1 臭氧的制备
        1.2.2 臭氧的物理性质
        1.2.3 臭氧的化学性质
        1.2.4 臭氧类化学反应
    1.3 臭氧在水处理中的应用
        1.3.1 臭氧在水中的化学性质
        1.3.2 臭氧在水处理过程中的反应原理
        1.3.3 单独臭氧在水处理中的缺陷
    1.4 臭氧在水处理中的发展进程
        1.4.1 高级氧化技术
        1.4.2 金属均相异相催化臭氧化技术
    1.5 固体碱催化臭氧化降解有机物
        1.5.1 固体碱催化剂的定义以及种类
        1.5.2 固体碱催化剂在催化臭氧化降解有机物中的应用
    1.6 臭氧和固体碱在有机合成中的反应
        1.6.1 criegee机理
        1.6.2 固体碱在有机合成中的应用
        1.6.3 固体碱制备方法
        1.6.4 MgO固体碱催化剂的活性中心及反应机理
        1.6.5 MgO固体碱催化剂的表征
    1.7 本论文研究目的与主要内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验装置流程
    2.3 实验分析方法
        2.3.1 气相中臭氧浓度的测定
        2.3.2 液相中臭氧浓度的测定
        2.3.3 过氧化氢化学分析法[K_2TiO(C_2O_4)_2·2H_2O]
        2.3.4 溶液中有机物浓度的测定
        2.3.5 催化剂的表征
        2.3.6 溶液中·OH量的测定
        2.3.7 反应体系中R_(ct)的物理意义及求算方法
第三章 中性条件下MgO/GAC-1降解乙酸
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备以及分析方法
    3.3 实验条件及操作方法
    3.4 表征结果与讨论
        3.4.1 XRD和BET表征
        3.4.2 SEM测试
        3.4.3 CO_2-TPD测试
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 MgO/GAC-1 的比表面积对降解乙酸的影响
        3.5.2 臭氧投加量对降解乙酸的影响
        3.5.3 MgO/GAC-1 的量对反应的影响
        3.5.4 O_3与MgO/GAC-1/O_3在反应过程中pH的变化
        3.5.5 不同初始pH下乙酸的降解率
        3.5.6 O_3与MgO/GAC-1/O_3在反应过程中的R_(ct)
        3.5.7 MgO/GAC-1重复性的研究
    3.6 结论
第四章 MgO/GAC-1催化臭氧化降解敌草隆
    4.1 引言
    4.2 实验步骤
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 臭氧投加量对敌草隆降解的影响
        4.3.2 不同初始pH下MgO/GAC-1/O_3对敌草隆的吸附效率
        4.3.3 不同初始pH下O_3与MgO/GAC-1/O_3过程中pH的变化
        4.3.4 不同初始pH下O_3与MgO/GAC-1/O_3对敌草隆的降解效率
    4.4 结论
第五章 MgO催化臭氧化肉桂醛合成苯甲醛
    5.1 引言
    5.2 实验步骤以及分析方法
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 FT-IR测试
        5.3.2 不同溶剂对生成苯甲醛的影响
        5.3.3 温度对生成苯甲醛收率的影响
        5.3.4 O_2的流速对生成苯甲醛的影响
        5.3.5 催化剂的浓度对生成苯甲醛的影响
        5.3.6 O_3与MgO/O_3催化臭氧化肉桂醛反应产物分析
        5.3.7 O_3 与MgO/O_3催化臭氧化肉桂醛反应中生成的 H_2O_2 的量
        5.3.8 O_3与MgO/O_3催化臭氧化肉桂醛反应中溶解臭氧的量
    5.4 结论
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及成果
致谢



本文编号：3176271