粉煤灰的二氧化钛、金属酞菁催化剂表面负载研究
发布时间：2021-09-18 12:55
应用催化氧化技术净化污水是水污染治理的一条重要途径,催化剂在处理水污染过程中常会出现催化位点包埋导致其性能降低,或者出现二次污染等问题。通过合适的物理或化学的负载方法并选择合理的载体对催化剂进行负载可以提升催化剂的性能,有利于催化剂的回收再利用避免二次污染环境。因此,以催化剂负载是一项具备适用意义的研究工作。本研究选用粉煤灰（FA）为载体负载了两种催化剂:在低温下合成了二氧化钛（TiO2）通过原位生长作用将TiO2固定在FA表面制备了TiO2/FA;分步制备了八羧基铁酞菁（OCFePc）,通过物理吸附作用将OCFePc沉淀在FA表面制备了OCFePc/FA。运用多种现代材料测试技术对负载结构给予表征,以罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝等多种有机染料作为模拟污染物,研究考察两种负载催化剂的降解性能,提出催化反应的相应机理。本论文主要包括以下三方面:（1）利用氢氟酸（HF）掺杂改性TiO2调控其晶相结构制备氢氟酸掺杂二氧化钛（HF-TiO2）,研究HF添加量对TiO2
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二氧化钛光催化反应机理图
华北水利水电大学71.4金属酞菁概述1.4.1金属酞菁的结构与性质金属酞菁属于卟啉类仿生催化剂，它的分子结构与某些天然酶的活性中心十分接近，可以完成多种类似于天然酶对小分子的生物化学催化反应[8]。金属酞菁的构造如图1-1所示(图中灰球代表C原子，蓝球代表N原子，白球代表H原子或别的取代基，中心的紫球为金属原子)，其总体是一个平面大环结构，环上18个π电子均匀分布在内环的C-N位上，环内有一个直径约为2.7×10-10m的空穴，可容纳多种金属元素配位形成金属酞菁，其周边苯环上的氢原子也可被取代，形成不同的酞菁衍生物。依照中心元素的存在与否，酞菁化合物可分为元素酞菁和空核酞菁，现今人们已合成出七十多种元素酞菁，它们可作为多相或均相催化剂用于各类有机反应的催化中[10]。图1-2金属酞菁分子结构1.4.2金属酞菁的制备方法已经报道出的金属酞菁的合成方式中经常使用的有四种，即邻苯二腈法、邻氰基苯甲酰胺法、1,3-二亚氨基异吲哚法和苯酐-尿素法。(1)苯酐尿素法。这是最经济的制备方法，利用改变苯酐苯环上取代基的种类和位置，可以直接得到含不同取代基的四取代或八取代金属酞菁。四取代金属
实验研究方法12图2-1场发射扫描电子显微镜2.3.2X射线衍射分析采用布鲁克(北京)公司生产的D8ADVANCE型X-射线衍射仪(XRD)对样品进行晶相分析(Cu-Kα为靶子，40KV，20mA，扫描范围为10~80°，扫描速度为0.02°/0.2s)。图2-2X-ray衍射仪2.3.3比表面积和孔径分析采用康塔(美国)仪器有限公司生产的QuadraSorbEVO型全自动比表面积分析仪对样品(烘干后)进行孔径分布、孔容、比表面积及N2吸附-脱附测试。比表面积(SpecificSurferArea)是指单位质量物质所具备的总面积，它是衡量光催化材料活性的主要参数。通常来说，物质的比表面积越大，其催化活性越高。催化材料的
【参考文献】：
期刊论文
[1]漂浮型Ag3PO4-g-C3N4共修饰TiO2复合可见光催化材料的除藻性能[J]. 王飞,张荣斌,李远,刘熠阳,王学江. 环境工程学报. 2020(10)
[2]活性炭颗粒负载Fe-TiO2光电协同处理叶酸废水[J]. 周俊我,高永,周桢,李婷婷,孙楚,刘宇轩,梅蓉. 工业水处理. 2020(04)
[3]粉煤灰负载TiO2光催化剂制备及降解亚甲基蓝研究[J]. 王臣,费乾锋,杨本宏. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]中国粉煤灰的资源化利用研究进展与前景[J]. 王建新,李晶,赵仕宝,何云龙,闫馨友,吴鹏. 硅酸盐通报. 2018(12)
[5]改性粉煤灰对SO2的吸附试验研究[J]. 郭慧娴,李水娥,李慧赢. 金属矿山. 2018(06)
[6]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 侯芹芹,张创,赵亚娟,赵彬. 应用化工. 2018(06)
[7]壁纸固载石墨烯/TiO2降解甲醛及动力学研究[J]. 王文明,刘心中,靳贵晓,颜振涛,翁仁贵. 福州大学学报(自然科学版). 2017(06)
[8]硅胶固载/N、S共掺TiO2光催化剂的表征与性能[J]. 张超武,王夏云,张利娜,张楠,王芬. 陕西科技大学学报. 2017(05)
[9]粉煤灰在环保方面的应用[J]. 程伟强,邵鸿. 广东化工. 2016(09)
[10]偶氮染料的金属酞菁负载棉纤维脱色降解[J]. 王东升,吴丽,吴雯. 印染. 2016(05)
博士论文
[1]TiO2基纳米结构的吸附与光催化性能研究[D]. 陈飞台.武汉大学 2013
[2]新型半导体光催化剂的低温制备及其可见光光催化性能调控[D]. 葛素香.华中师范大学 2012
[3]金属酞菁仿生催化氯酚氧化及其在氯酚检测中的应用[D]. 李大鹏.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]新型粉煤灰改性材料对土壤镉的钝化修复效应与机制研究[D]. 赵航航.西北农林科技大学 2019
[2]粉煤灰去除水中有机污染物的研究[D]. 岳鹏飞.华北电力大学 2019
[3]利用改性粉煤灰制备吸附剂用于烟气污染物SO2/NO的协同脱除机制研究[D]. 刘恒恒.内蒙古大学 2018
[4]基于粉煤灰/壳聚糖复合吸附技术的铊污染治理研究[D]. 梁倩.华北水利水电大学 2018
[5]磁性粉煤灰纳米材料的制备及对于水溶液中Cr3+,Cu2+,Ni2+的吸附脱除[D]. 张亚娜.北京化工大学 2017
[6]纳米二氧化钛/粉煤灰微珠复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 刘文慧.太原理工大学 2017
[7]粉末活性炭投加量对厌氧序批活性污泥系统（ASBR）颗粒形成的影响研究[D]. 张睿.西安建筑科技大学 2016
[8]改性TiO2/硅藻土基陶粒的制备及其光催化性能研究[D]. 郝丹迪.华北水利水电大学 2016
[9]氮化碳中电子传输路径的构建及光催化应用研究[D]. 张金强.中国石油大学(华东) 2016
[10]Mg（OH）2颜料和TiO2在棉织物上的固载及性能研究[D]. 张月.大连工业大学 2016
本文编号：3400176
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二氧化钛光催化反应机理图
华北水利水电大学71.4金属酞菁概述1.4.1金属酞菁的结构与性质金属酞菁属于卟啉类仿生催化剂，它的分子结构与某些天然酶的活性中心十分接近，可以完成多种类似于天然酶对小分子的生物化学催化反应[8]。金属酞菁的构造如图1-1所示(图中灰球代表C原子，蓝球代表N原子，白球代表H原子或别的取代基，中心的紫球为金属原子)，其总体是一个平面大环结构，环上18个π电子均匀分布在内环的C-N位上，环内有一个直径约为2.7×10-10m的空穴，可容纳多种金属元素配位形成金属酞菁，其周边苯环上的氢原子也可被取代，形成不同的酞菁衍生物。依照中心元素的存在与否，酞菁化合物可分为元素酞菁和空核酞菁，现今人们已合成出七十多种元素酞菁，它们可作为多相或均相催化剂用于各类有机反应的催化中[10]。图1-2金属酞菁分子结构1.4.2金属酞菁的制备方法已经报道出的金属酞菁的合成方式中经常使用的有四种，即邻苯二腈法、邻氰基苯甲酰胺法、1,3-二亚氨基异吲哚法和苯酐-尿素法。(1)苯酐尿素法。这是最经济的制备方法，利用改变苯酐苯环上取代基的种类和位置，可以直接得到含不同取代基的四取代或八取代金属酞菁。四取代金属
实验研究方法12图2-1场发射扫描电子显微镜2.3.2X射线衍射分析采用布鲁克(北京)公司生产的D8ADVANCE型X-射线衍射仪(XRD)对样品进行晶相分析(Cu-Kα为靶子，40KV，20mA，扫描范围为10~80°，扫描速度为0.02°/0.2s)。图2-2X-ray衍射仪2.3.3比表面积和孔径分析采用康塔(美国)仪器有限公司生产的QuadraSorbEVO型全自动比表面积分析仪对样品(烘干后)进行孔径分布、孔容、比表面积及N2吸附-脱附测试。比表面积(SpecificSurferArea)是指单位质量物质所具备的总面积，它是衡量光催化材料活性的主要参数。通常来说，物质的比表面积越大，其催化活性越高。催化材料的
【参考文献】：
期刊论文
[1]漂浮型Ag3PO4-g-C3N4共修饰TiO2复合可见光催化材料的除藻性能[J]. 王飞,张荣斌,李远,刘熠阳,王学江. 环境工程学报. 2020(10)
[2]活性炭颗粒负载Fe-TiO2光电协同处理叶酸废水[J]. 周俊我,高永,周桢,李婷婷,孙楚,刘宇轩,梅蓉. 工业水处理. 2020(04)
[3]粉煤灰负载TiO2光催化剂制备及降解亚甲基蓝研究[J]. 王臣,费乾锋,杨本宏. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]中国粉煤灰的资源化利用研究进展与前景[J]. 王建新,李晶,赵仕宝,何云龙,闫馨友,吴鹏. 硅酸盐通报. 2018(12)
[5]改性粉煤灰对SO2的吸附试验研究[J]. 郭慧娴,李水娥,李慧赢. 金属矿山. 2018(06)
[6]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 侯芹芹,张创,赵亚娟,赵彬. 应用化工. 2018(06)
[7]壁纸固载石墨烯/TiO2降解甲醛及动力学研究[J]. 王文明,刘心中,靳贵晓,颜振涛,翁仁贵. 福州大学学报(自然科学版). 2017(06)
[8]硅胶固载/N、S共掺TiO2光催化剂的表征与性能[J]. 张超武,王夏云,张利娜,张楠,王芬. 陕西科技大学学报. 2017(05)
[9]粉煤灰在环保方面的应用[J]. 程伟强,邵鸿. 广东化工. 2016(09)
[10]偶氮染料的金属酞菁负载棉纤维脱色降解[J]. 王东升,吴丽,吴雯. 印染. 2016(05)
博士论文
[1]TiO2基纳米结构的吸附与光催化性能研究[D]. 陈飞台.武汉大学 2013
[2]新型半导体光催化剂的低温制备及其可见光光催化性能调控[D]. 葛素香.华中师范大学 2012
[3]金属酞菁仿生催化氯酚氧化及其在氯酚检测中的应用[D]. 李大鹏.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]新型粉煤灰改性材料对土壤镉的钝化修复效应与机制研究[D]. 赵航航.西北农林科技大学 2019
[2]粉煤灰去除水中有机污染物的研究[D]. 岳鹏飞.华北电力大学 2019
[3]利用改性粉煤灰制备吸附剂用于烟气污染物SO2/NO的协同脱除机制研究[D]. 刘恒恒.内蒙古大学 2018
[4]基于粉煤灰/壳聚糖复合吸附技术的铊污染治理研究[D]. 梁倩.华北水利水电大学 2018
[5]磁性粉煤灰纳米材料的制备及对于水溶液中Cr3+,Cu2+,Ni2+的吸附脱除[D]. 张亚娜.北京化工大学 2017
[6]纳米二氧化钛/粉煤灰微珠复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 刘文慧.太原理工大学 2017
[7]粉末活性炭投加量对厌氧序批活性污泥系统（ASBR）颗粒形成的影响研究[D]. 张睿.西安建筑科技大学 2016
[8]改性TiO2/硅藻土基陶粒的制备及其光催化性能研究[D]. 郝丹迪.华北水利水电大学 2016
[9]氮化碳中电子传输路径的构建及光催化应用研究[D]. 张金强.中国石油大学(华东) 2016
[10]Mg（OH）2颜料和TiO2在棉织物上的固载及性能研究[D]. 张月.大连工业大学 2016
本文编号：3400176
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3400176.html
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