铁锰双金属催化剂活化过硫酸盐降解生物柴油污染的研究

发布时间：2022-02-27 21:51

　　本文制备了铁锰双金属催化剂（FMO）,用于活化过硫酸盐（PS）降解生物柴油（FAME）,通过对各实验因素的探究,确定FMO/PS体系在处理生物柴油废水和生物柴油污染土壤中的最佳反应条件,分析生物柴油的降解中间产物,推测其降解路径和活化机理。选用了两步水热法（110℃,反应10 h）制备FMO,使用SEM、TEM观察得到FMO具有花型的外观形貌。通过XRD分析发现FMO具有Fe₃O₄和MnO₂的晶体结构。为了研究催化剂的氧化还原性,对其进行了氢气程序升温还原（H₂-TPR）和循环伏安法（CV）测试,证明了FMO有良好的氧化还原性并且优于Fe₃O₄。磁滞回线分析证明了催化剂有良好的磁性,可以用磁铁进行回收再利用。研究FMO/PS体系降解生物柴油废水的性能并得出最佳反应条件,在催化剂投加量为1.2 g/L,过硫酸盐浓度为3 mM,pH=9的条件下,50 mg/L的生物柴油废水在60 min内的去除率可以达到95.2%。通过对比FMO反应前后的XPS分析,确定了催... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 生物柴油概述
        1.1.1 生物柴油的简介
        1.1.2 生物柴油污染
    1.2 油类污染的危害
    1.3 油类污染的处理方法
    1.4 过硫酸盐高级氧化
        1.4.1 过硫酸盐高级氧化技术在水处理中的研究与应用
        1.4.2 过硫酸盐高级氧化技术在土壤修复中的应用
        1.4.3 过渡金属活化
    1.5 铁锰双金属催化剂活化过硫酸盐
    1.6 本文的研究意义及内容
        1.6.1 本文的研究意义
        1.6.2 本文的研究内容
第2章 实验仪器与方法
    2.1 实验仪器与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂与材料
    2.2 实验方案
        2.2.1 生物柴油废水的配制
        2.2.2 生物柴油污染土壤的配制
        2.2.3 生物柴油废水降解实验
        2.2.4 土壤中生物柴油降解实验
    2.3 分析测试方法
        2.3.1 生物柴油的分析方法
        2.3.2 水体中生物柴油的前处理方法
        2.3.3 土壤中的生物柴油的前处理方法
        2.3.4 生物柴油降解中间产物的分析方法
        2.3.5 生物柴油降解速率常数的计算方法
    2.4 铁锰双金属催化剂的表征分析
        2.4.1 SEM扫描电镜
        2.4.2 TEM透射电镜
        2.4.3 XRD分析
        2.4.4 X射线光电子能谱分析
        2.4.5 H_2程序升温还原H2-TPR分析
        2.4.6 循环伏安分析(CV)
第3章 铁锰双金属催化剂(FMO)的特性研究
    3.1 铁锰双金属催化剂FMO的制备
        3.1.1 磁性Fe_3O_4的制备
        3.1.2 铁锰双金属催化剂FMO的制备
    3.2 铁锰双金属催化剂FMO的表征分析
        3.2.1 SEM与 TEM分析
        3.2.2 XRD分析
        3.2.3 H_2程序升温还原(H_2-TPR)分析
        3.2.4 循环伏安分析(CV)
        3.2.5 磁滞回线分析
    3.3 本章小结
第4章 铁锰双金属催化剂活化过硫酸盐降解生物柴油废水
    4.1 实验内容
        4.1.1 实验步骤
        4.1.2 生物柴油的分析方法
        4.1.3 COD分析方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 生物柴油中主要成分的确定
        4.2.2 生物柴油废水的降解实验
        4.2.3 反应前后XPS分析
        4.2.4 降解过程中的COD变化实验
        4.2.5 自由基淬灭实验
        4.2.6 铁锰双金属催化剂(FMO)的重复利用性分析
        4.2.7 生物柴油的降解路径
    4.3 经济成本核算
    4.4 本章小结
第5章 铁锰双金属催化剂活化过硫酸盐降解土壤中生物柴油污染
    5.1 实验内容
        5.1.1 实验步骤
        5.1.2 分析方法
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 FMO/PS体系降解土壤中生物柴油污染的条件实验
        5.2.2 FMO/PS体系降解生物柴油的机理分析
        5.2.3 自由基淬灭实验
        5.2.4 FMO/PS体系在不同类型土壤中的应用
    5.3 经济成本核算
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]花生壳基污泥活性炭的制备及其对含油废水的处理效果研究[J]. 刘羽,陈迁,牛志睿,汪仙仙,雷耀和,杨孔阳.  环境污染与防治. 2016(09)
[2]水中柴油污染物的微生物降解及其动力学[J]. 闫雪,夏巧华,姜洪吉,丁金城,卢杰.  环境工程学报. 2014(05)
[3]活化过硫酸盐原位化学氧化修复有机污染土壤和地下水[J]. 龙安华,雷洋,张晖.  化学进展. 2014(05)
[4]Degradation of aniline by Fe2+-activated persulfate oxidation at ambient temperature[J]. 张永清,谢晓芳,黄伟林,黄少斌.  Journal of Central South University. 2013(04)
[5]生物柴油生产过程中废水的处理技术[J]. 石卉,吴晓芙,李科林,李芸,陈永华.  中南林业科技大学学报. 2010(04)
[6]国内外生物燃料发展现状及对联动相关产业影响分析[J]. 张泗文.  化学工业. 2007(09)



本文编号：3645348