生物质衍生金属嵌入碳纳米管/多孔碳催化剂的制备及性能研究
发布时间：2021-12-19 09:32
传统净化工艺、高级氧化技术（AOPs）与纳米催化技术相结合,是水处理领域将持续前行的方向。本文针对催化活性优化指标,提出复合碳基材料表面结构与电子运输等优化方案,并结合材料形成机制,设计并制备出生物质衍生3D（Three-dimensional）金属嵌入氮掺杂多孔碳复合材料（3D Fe@N-C和3D Ni0@N-C）,揭示碳基材料生长机理,构建3D Fe@N-C/PMS、3D Ni0@N-C/PMS和3DNi0@N-C/HCOOH体系净化水相污染物,诠释活化机制和净化过程,研究催化材料组成、结构与催化活性间的构效关系。（1）以生物质废弃物为主要原料,采用KOH活化法制备了多孔结构的生物质活性炭,再以之为前躯体采用高温热解法制备了一系列不同Fe盐含量的3D Fe@N-C复合材料,同途径不添加Fe盐制备了 N-C复合材料。表征结果表明该3D复合材料主要由铁纳米颗粒、碳纳米管和碳基骨架组成,其中碳纳米管高密度垂直生长并随机分布于碳基骨架表面。N-C和系列3D Fe@N-C均能高效吸附或活化PMS产生自由基降解金橙Ⅱ染料,其吸附动力学均符合伪二级吸附动力学,吸附等温线方程均符合Langmiur...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１生物质炭基复合材料的制备及催化活化ＰＳ降解多氯联苯的机理??
出现一些缺陷位点，如表面的吡啶氮和吡咯氮等。??基于其实验研宄，提出氮掺杂碳纳米管复合物催化活化ＰＭＳ的反应机理（如??图１．２）和方程（见公式１．１－１．２）所示。??ＣＮＴ－Ｃ?＝?０?＋?ＨＳ０；——＞ＣＮＴ－Ｃ＊￣＋ＳＯ；＿＋ＯＨ－?（１．１）??ＣＮＴ－Ｃ?＝?Ｎ?＋?ＨＳ〇５?——＞ＣＮＴ－Ｎ＊＿＋ＳＯ；￣?＋?ＯＨ￣?（１．２）??。丁＼七４。????－ｆ?、??图１．２氮掺杂碳纳米管活化ＰＭＳ、ＰＤＳ降解苯酚机制??Ｆｉｇ．?１．２．?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ＣＮＴｓ?ｉｎ?ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＭＳ?ａｎｄ?ＰＤＳ?ｆｏｒ?ｐｈｅｎｏｌ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ．??ａ）〇〇Ｌ＜＿＿＊?＂?＇?ｂ）?＊？??．＼?ｚ?？??如－?＼?＾??Ｉ?＼?－Ｍ?＼?；?鱗??Ｉ：ｆｒ＃?議??＾?（ａ）?＼?、＾＊＊＊＾＾?６０?ｍｉｃ?一??２?４?為?＾?ｗ?：０?＃?邊??图１．３?（ａ）铬的去除率与溶液ｐＨ值的关系，（ｂ）铬的还原机理示意图??Ｆｉｇ．?１．３．?（ａ）?Ｃｒ（ＶＩ）?ｒｅｍｏｖａｌ?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐＨ?ｖａｌｕｅ，?（ｂ）?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｈｅ?ＭＷＮＴｓ??ａｎｄ?Ｃｒ（ＶＩ）?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐＨ?＝?１．０?ｓｏｌｕｔｉｏｎ．??随着纳米技术研究的深入，碳纳米管管内腔纳米过渡金属颗粒（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ??等）的填充能有效促进其电子运动特性
出现一些缺陷位点，如表面的吡啶氮和吡咯氮等。??基于其实验研宄，提出氮掺杂碳纳米管复合物催化活化ＰＭＳ的反应机理（如??图１．２）和方程（见公式１．１－１．２）所示。??ＣＮＴ－Ｃ?＝?０?＋?ＨＳ０；——＞ＣＮＴ－Ｃ＊￣＋ＳＯ；＿＋ＯＨ－?（１．１）??ＣＮＴ－Ｃ?＝?Ｎ?＋?ＨＳ〇５?——＞ＣＮＴ－Ｎ＊＿＋ＳＯ；￣?＋?ＯＨ￣?（１．２）??。丁＼七４。????－ｆ?、??图１．２氮掺杂碳纳米管活化ＰＭＳ、ＰＤＳ降解苯酚机制??Ｆｉｇ．?１．２．?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ＣＮＴｓ?ｉｎ?ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＭＳ?ａｎｄ?ＰＤＳ?ｆｏｒ?ｐｈｅｎｏｌ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ．??ａ）〇〇Ｌ＜＿＿＊?＂?＇?ｂ）?＊？??．＼?ｚ?？??如－?＼?＾??Ｉ?＼?－Ｍ?＼?；?鱗??Ｉ：ｆｒ＃?議??＾?（ａ）?＼?、＾＊＊＊＾＾?６０?ｍｉｃ?一??２?４?為?＾?ｗ?：０?＃?邊??图１．３?（ａ）铬的去除率与溶液ｐＨ值的关系，（ｂ）铬的还原机理示意图??Ｆｉｇ．?１．３．?（ａ）?Ｃｒ（ＶＩ）?ｒｅｍｏｖａｌ?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐＨ?ｖａｌｕｅ，?（ｂ）?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｈｅ?ＭＷＮＴｓ??ａｎｄ?Ｃｒ（ＶＩ）?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐＨ?＝?１．０?ｓｏｌｕｔｉｏｎ．??随着纳米技术研究的深入，碳纳米管管内腔纳米过渡金属颗粒（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ??等）的填充能有效促进其电子运动特性
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭/过一硫酸盐降解水中金橙Ⅱ:活性炭的循环利用[J]. 杨世迎,邵雪停,韩强,王平,王静. 环境化学. 2012(05)
[2]基于硫酸自由基的高级氧化技术及其在水处理中的应用[J]. 陈晓旸,薛智勇,吴丹,王卫平,朱凤香,吴传珍. 水处理技术. 2009(05)
[3]臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用[J]. 李静,刘国荣. 污染防治技术. 2007(06)
[4]臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用[J]. 李静,刘国荣. 污染防治技术. 2007 (06)
[5]湿式氧化技术研究进展[J]. 万家峰,冯玉杰,蔡伟民,孙晓君,杨少霞. 重庆环境科学. 2003(11)
本文编号：3544179
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１生物质炭基复合材料的制备及催化活化ＰＳ降解多氯联苯的机理??
出现一些缺陷位点，如表面的吡啶氮和吡咯氮等。??基于其实验研宄，提出氮掺杂碳纳米管复合物催化活化ＰＭＳ的反应机理（如??图１．２）和方程（见公式１．１－１．２）所示。??ＣＮＴ－Ｃ?＝?０?＋?ＨＳ０；——＞ＣＮＴ－Ｃ＊￣＋ＳＯ；＿＋ＯＨ－?（１．１）??ＣＮＴ－Ｃ?＝?Ｎ?＋?ＨＳ〇５?——＞ＣＮＴ－Ｎ＊＿＋ＳＯ；￣?＋?ＯＨ￣?（１．２）??。丁＼七４。????－ｆ?、??图１．２氮掺杂碳纳米管活化ＰＭＳ、ＰＤＳ降解苯酚机制??Ｆｉｇ．?１．２．?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ＣＮＴｓ?ｉｎ?ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＭＳ?ａｎｄ?ＰＤＳ?ｆｏｒ?ｐｈｅｎｏｌ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ．??ａ）〇〇Ｌ＜＿＿＊?＂?＇?ｂ）?＊？??．＼?ｚ?？??如－?＼?＾??Ｉ?＼?－Ｍ?＼?；?鱗??Ｉ：ｆｒ＃?議??＾?（ａ）?＼?、＾＊＊＊＾＾?６０?ｍｉｃ?一??２?４?為?＾?ｗ?：０?＃?邊??图１．３?（ａ）铬的去除率与溶液ｐＨ值的关系，（ｂ）铬的还原机理示意图??Ｆｉｇ．?１．３．?（ａ）?Ｃｒ（ＶＩ）?ｒｅｍｏｖａｌ?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐＨ?ｖａｌｕｅ，?（ｂ）?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｈｅ?ＭＷＮＴｓ??ａｎｄ?Ｃｒ（ＶＩ）?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐＨ?＝?１．０?ｓｏｌｕｔｉｏｎ．??随着纳米技术研究的深入，碳纳米管管内腔纳米过渡金属颗粒（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ??等）的填充能有效促进其电子运动特性
出现一些缺陷位点，如表面的吡啶氮和吡咯氮等。??基于其实验研宄，提出氮掺杂碳纳米管复合物催化活化ＰＭＳ的反应机理（如??图１．２）和方程（见公式１．１－１．２）所示。??ＣＮＴ－Ｃ?＝?０?＋?ＨＳ０；——＞ＣＮＴ－Ｃ＊￣＋ＳＯ；＿＋ＯＨ－?（１．１）??ＣＮＴ－Ｃ?＝?Ｎ?＋?ＨＳ〇５?——＞ＣＮＴ－Ｎ＊＿＋ＳＯ；￣?＋?ＯＨ￣?（１．２）??。丁＼七４。????－ｆ?、??图１．２氮掺杂碳纳米管活化ＰＭＳ、ＰＤＳ降解苯酚机制??Ｆｉｇ．?１．２．?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ＣＮＴｓ?ｉｎ?ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＭＳ?ａｎｄ?ＰＤＳ?ｆｏｒ?ｐｈｅｎｏｌ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ．??ａ）〇〇Ｌ＜＿＿＊?＂?＇?ｂ）?＊？??．＼?ｚ?？??如－?＼?＾??Ｉ?＼?－Ｍ?＼?；?鱗??Ｉ：ｆｒ＃?議??＾?（ａ）?＼?、＾＊＊＊＾＾?６０?ｍｉｃ?一??２?４?為?＾?ｗ?：０?＃?邊??图１．３?（ａ）铬的去除率与溶液ｐＨ值的关系，（ｂ）铬的还原机理示意图??Ｆｉｇ．?１．３．?（ａ）?Ｃｒ（ＶＩ）?ｒｅｍｏｖａｌ?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐＨ?ｖａｌｕｅ，?（ｂ）?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｈｅ?ＭＷＮＴｓ??ａｎｄ?Ｃｒ（ＶＩ）?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐＨ?＝?１．０?ｓｏｌｕｔｉｏｎ．??随着纳米技术研究的深入，碳纳米管管内腔纳米过渡金属颗粒（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ??等）的填充能有效促进其电子运动特性
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭/过一硫酸盐降解水中金橙Ⅱ:活性炭的循环利用[J]. 杨世迎,邵雪停,韩强,王平,王静. 环境化学. 2012(05)
[2]基于硫酸自由基的高级氧化技术及其在水处理中的应用[J]. 陈晓旸,薛智勇,吴丹,王卫平,朱凤香,吴传珍. 水处理技术. 2009(05)
[3]臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用[J]. 李静,刘国荣. 污染防治技术. 2007(06)
[4]臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用[J]. 李静,刘国荣. 污染防治技术. 2007 (06)
[5]湿式氧化技术研究进展[J]. 万家峰,冯玉杰,蔡伟民,孙晓君,杨少霞. 重庆环境科学. 2003(11)
本文编号：3544179
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3544179.html
教材专著
