铜锰复合氧化物在催化氧化体系下对四环素和砷去除机理研究
发布时间：2022-06-03 20:34
近年来,随着畜禽养殖业的迅速发展,带来的畜禽废水污染也随之加剧。而怎样有效去除畜禽废水中的四环素类抗生素和重金属也成为当下最为迫切解决的难题。本文以课题组之前研究铜锰复合氧化物（CMBO）吸附去除四环素类抗生素和砷为基础,利用CMBO的催化性能来活化过硫酸钠去除四环素类抗生素,利用CMBO的吸附性能来去除砷。通过对CMBO进行不同方面的表征,分析讨论CMBO对四环素和砷的去除机理和吸附性能。主要研究内容如下:（1）通过对CMBO制备条件的优化,筛选出CMBO的最佳铜锰投加比为Cu:Mn=3:1。利用比表面积（BET）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜-能谱分析（SEM-EDS）、热重（TGA）、红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）对CMBO进行表征分析。发现Cu:Mn=3:1的CMBO是一种含有丰富的大孔及介孔材料,具有较大的比表面积,其比表面积能达到212.2848m~2/g。XPS分析得出其具有很好的催化性能,能高效活化过硫酸钠（PS）。（2）通过催化降解实验去除四环素和砷发现。催化降解实验中,四环素的去除途径主要是利用CMBO去活化PS产...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 畜禽废水中四环素类抗生素和砷的来源、现状及危害
1.2 四环素类抗生素去除方法的研究
1.2.1 生物法
1.2.2 物化法
1.2.3 高级氧化技术
1.3 砷的去除方法研究
1.3.1 沉淀法
1.3.2 吸附法
1.4 研究意义
第二章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 CMBO制备
2.3 CMBO表征
2.3.1 比表面积(BET)
2.3.2 热重/差示扫描量热(TGA-DSC)
2.3.3 扫描电镜(SEM)
2.3.4 电子共振顺磁测试(EPR)
2.3.5 X射线衍射(XRD)
2.3.6 透射电镜(TEM)
2.3.7 傅立叶红外光谱(FTIR)
2.3.8 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.9 飞行时间质谱
2.4 实验
2.4.1 单一污染实验
2.4.2 复合污染实验
2.4.3 解吸实验
2.4.4 CMBO浓度影响实验
2.4.5 离子干扰实验
2.4.6 自由基淬灭实验
2.4.7 CMBO再生实验
2.4.8 TC测量方法
2.4.9 砷测量方法
2.5 实验流程图
第三章 CMBO筛选及表征
3.1 CMBO制备与优化
3.1.1 不同铜锰比例的筛选
3.2 CMBO表征
3.2.1 比表面积(BET)
3.2.2 热重/差示扫描量热(TGA-DSC)
3.2.3 扫描电镜(SEM)
3.2.4 X射线衍射(XRD)
3.2.5 透射电镜(TEM)
3.2.6 傅立叶红外光谱(FTIR)
3.2.7 X射线光电子能谱(XPS)
第四章 CMBO除 TC和 As(Ⅲ)性能研究
4.1 CMBO除 TC性能研究
4.1.1 不同体系下TC降解效果研究
4.2 CMBO除 As(Ⅲ)催化性能研究
4.2.1 不同体系下砷去除效果研究
4.3 CMBO去除TC和 As(Ⅲ)性能研究
4.3.1 复合污染条件下不同反应体系对As(Ⅲ)与TC去除效果的互相影响
4.3.2 不同浓度CMBO对 CMBO加氧化剂去除TC和砷的影响
4.3.3 阴阳离子对CMBO加氧化剂去除TC和砷的影响
4.3.4 CMBO再生分析
4.4 本章小结
第五章 CMBO去除TC和 As(Ⅲ)机理分析
5.1 自由基淬灭实验分析
5.2 EPR分析
5.3 FTIR分析
5.4 XPS分析
5.5 飞行质谱分析
5.6 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]CuO@C催化过二硫酸盐降解盐酸四环素研究[J]. 张霄,张静,闫春晖,黄雪,吴青萍. 水处理技术. 2019(04)
[2]京津冀地区畜禽养殖业抗生素污染现状分析[J]. 凌文翠,范玉梅,方瑶瑶,孙长虹,刘桂中. 环境工程技术学报. 2018(04)
[3]铜锰复合氧化物催化甲苯完全氧化反应研究[J]. 魏亮,秦瑞香,王单,王丹,王金波,陈华. 化学研究与应用. 2018(06)
[4]Fe2+/Na2S2O8法去除水中四环素的实验研究[J]. 刘伟建,朱玲,包思琪,钟宇博,黄冬梅. 科学技术与工程. 2018(10)
[5]Fe/Cu双金属活化过一硫酸盐降解四环素的机制[J]. 李晶,鲍建国,杜江坤,冷一非,孔淑琼. 环境科学. 2018(07)
[6]锰氧化物对环境中重金属吸附及影响因素研究进展[J]. 王鑫浩,范芳,张洛红,齐剑英. 应用化工. 2018(01)
[7]紫外强化铜循环催化过硫酸盐降解甲基橙[J]. 胡嘉敏,张静,袁琳,林双. 环境科学研究. 2018(01)
[8]Fe2+/过硫酸钠体系降解盐酸四环素的研究[J]. 张良波,许春红,祝慧娜,李莹,张宝忠. 环境污染与防治. 2017(07)
[9]水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展[J]. 张杏艳,陈中华,邓海明,杨楷,龚胜,卢文学,蓝海恩. 生态毒理学报. 2016(06)
[10]吸附法去除低温水体中的磺胺类抗生素[J]. 王佳丽,张玉玲,钱红,赵志阳,司超群,陈志宇,李静. 吉林大学学报(理学版). 2016(03)
本文编号：3653442
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 畜禽废水中四环素类抗生素和砷的来源、现状及危害
1.2 四环素类抗生素去除方法的研究
1.2.1 生物法
1.2.2 物化法
1.2.3 高级氧化技术
1.3 砷的去除方法研究
1.3.1 沉淀法
1.3.2 吸附法
1.4 研究意义
第二章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 CMBO制备
2.3 CMBO表征
2.3.1 比表面积(BET)
2.3.2 热重/差示扫描量热(TGA-DSC)
2.3.3 扫描电镜(SEM)
2.3.4 电子共振顺磁测试(EPR)
2.3.5 X射线衍射(XRD)
2.3.6 透射电镜(TEM)
2.3.7 傅立叶红外光谱(FTIR)
2.3.8 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.9 飞行时间质谱
2.4 实验
2.4.1 单一污染实验
2.4.2 复合污染实验
2.4.3 解吸实验
2.4.4 CMBO浓度影响实验
2.4.5 离子干扰实验
2.4.6 自由基淬灭实验
2.4.7 CMBO再生实验
2.4.8 TC测量方法
2.4.9 砷测量方法
2.5 实验流程图
第三章 CMBO筛选及表征
3.1 CMBO制备与优化
3.1.1 不同铜锰比例的筛选
3.2 CMBO表征
3.2.1 比表面积(BET)
3.2.2 热重/差示扫描量热(TGA-DSC)
3.2.3 扫描电镜(SEM)
3.2.4 X射线衍射(XRD)
3.2.5 透射电镜(TEM)
3.2.6 傅立叶红外光谱(FTIR)
3.2.7 X射线光电子能谱(XPS)
第四章 CMBO除 TC和 As(Ⅲ)性能研究
4.1 CMBO除 TC性能研究
4.1.1 不同体系下TC降解效果研究
4.2 CMBO除 As(Ⅲ)催化性能研究
4.2.1 不同体系下砷去除效果研究
4.3 CMBO去除TC和 As(Ⅲ)性能研究
4.3.1 复合污染条件下不同反应体系对As(Ⅲ)与TC去除效果的互相影响
4.3.2 不同浓度CMBO对 CMBO加氧化剂去除TC和砷的影响
4.3.3 阴阳离子对CMBO加氧化剂去除TC和砷的影响
4.3.4 CMBO再生分析
4.4 本章小结
第五章 CMBO去除TC和 As(Ⅲ)机理分析
5.1 自由基淬灭实验分析
5.2 EPR分析
5.3 FTIR分析
5.4 XPS分析
5.5 飞行质谱分析
5.6 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]CuO@C催化过二硫酸盐降解盐酸四环素研究[J]. 张霄,张静,闫春晖,黄雪,吴青萍. 水处理技术. 2019(04)
[2]京津冀地区畜禽养殖业抗生素污染现状分析[J]. 凌文翠,范玉梅,方瑶瑶,孙长虹,刘桂中. 环境工程技术学报. 2018(04)
[3]铜锰复合氧化物催化甲苯完全氧化反应研究[J]. 魏亮,秦瑞香,王单,王丹,王金波,陈华. 化学研究与应用. 2018(06)
[4]Fe2+/Na2S2O8法去除水中四环素的实验研究[J]. 刘伟建,朱玲,包思琪,钟宇博,黄冬梅. 科学技术与工程. 2018(10)
[5]Fe/Cu双金属活化过一硫酸盐降解四环素的机制[J]. 李晶,鲍建国,杜江坤,冷一非,孔淑琼. 环境科学. 2018(07)
[6]锰氧化物对环境中重金属吸附及影响因素研究进展[J]. 王鑫浩,范芳,张洛红,齐剑英. 应用化工. 2018(01)
[7]紫外强化铜循环催化过硫酸盐降解甲基橙[J]. 胡嘉敏,张静,袁琳,林双. 环境科学研究. 2018(01)
[8]Fe2+/过硫酸钠体系降解盐酸四环素的研究[J]. 张良波,许春红,祝慧娜,李莹,张宝忠. 环境污染与防治. 2017(07)
[9]水环境中四环素类抗生素降解及去除研究进展[J]. 张杏艳,陈中华,邓海明,杨楷,龚胜,卢文学,蓝海恩. 生态毒理学报. 2016(06)
[10]吸附法去除低温水体中的磺胺类抗生素[J]. 王佳丽,张玉玲,钱红,赵志阳,司超群,陈志宇,李静. 吉林大学学报(理学版). 2016(03)
本文编号：3653442
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