粉煤灰及其改性处理喹啉废水性能研究

发布时间：2022-11-10 18:37

　　粉煤灰主要是以煤炭为燃料的火力发电厂排出的固体废弃物,同时也是具有一定表面积及活性的多孔球状细小颗粒。近年来,粉煤灰越来越多的被应用在废水处理领域。本课题利用取自青岛热电厂的粉煤灰对煤化工废水中典型的含氮杂环类有机物喹啉进行吸附实验,同时为进一步提高粉煤灰的利用率,对原料粉煤灰进行改性处理,得到改性粉煤灰催化剂。将催化剂应用于湿式过氧化氢催化氧化体系,探究其催化过氧化氢降解喹啉废水的动力学规律及反应机理。本课题研究了原料粉煤灰对水溶液中喹啉的固有吸附性能。考察时间、温度、pH值、吸附剂用量等因素对原料粉煤灰去除喹啉能力的影响。结果表明,喹啉的吸附量随初始喹啉浓度和接触时间的增加而增加。通过运用Langmuir、Freundlich和Redlich-Peterson等温模型分析吸附实验,将实验结果与几个动力学模型相关联,说明潜在的吸附机理和决定速率的步骤。吸附过程经历了最初的快速吸收和随后的缓慢吸收两个阶段。喹啉在粉煤灰上的吸附符合拟二级动力学,原料粉煤灰吸附喹啉的过程符合Langmuir吸附等温模型。对原料粉煤灰进行改性处理,确定催化剂的最佳制备条件:铜铁组分负载量（质量分数）各5%、... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 粉煤灰概述
        1.1.1 粉煤灰的产生
        1.1.2 粉煤灰的危害
        1.1.3 粉煤灰的特性
    1.2 粉煤灰在废水处理方面的应用
        1.2.1 粉煤灰综合利用现状
        1.2.2 粉煤灰的改性及处理废水性能研究
    1.3 喹啉废水的污染及处理现状
        1.3.1 喹啉废水的性质
        1.3.2 喹啉废水处理技术现状
    1.4 湿式过氧化氢催化氧化技术的研究进展
        1.4.1 湿式过氧化氢催化氧化机理
        1.4.2 湿式过氧化氢催化氧化技术的应用
    1.5 本课题的主要研究内容
2 实验材料与方法
    2.1 实验设备及试剂
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验设备
    2.2 改性粉煤灰催化剂的制备
        2.2.1 粉煤灰的预处理
        2.2.2 负载型催化剂的制备
    2.3 催化剂的表征方法
        2.3.1 X射线荧光光谱分析
        2.3.2 X射线衍射分析
        2.3.3 比表面积分析
        2.3.4 红外吸收光谱分析
        2.3.5 扫描电镜分析
        2.3.6 投射电镜分析
    2.4 分析测试方法
        2.4.1 喹啉及其中间产物的分析方法
        2.4.2 H_2O_2浓度的测定
    2.5 实验方法与内容
        2.5.1 喹啉溶液的标准曲线
        2.5.2 粉煤灰吸附喹啉的性能研究
        2.5.3 改性粉煤灰催化H2O2降解喹啉废水性能研究
3 原料粉煤灰吸附喹啉废水性能研究
    3.1 引言
    3.2 原料粉煤灰的表征
        3.2.1 X射线荧光光谱分析
        3.2.2 X射线衍射分析
        3.2.3 扫描电镜分析
        3.2.4 粒径分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 吸附剂用量对吸附效果的影响
        3.3.2 溶液初始浓度对喹啉吸附效果的影响
        3.3.3 温度对喹啉吸附效果的影响
        3.3.4 pH对喹啉吸附效果的影响
        3.3.5 吸附动力学
        3.3.6 吸附等温线
        3.3.7 吸附热力学
    3.4 本章小结
4 改性粉煤灰催化剂的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 原料粉煤灰的预处理
    4.3 负载型铜铁氧化物催化剂的制备
        4.3.1 催化剂金属配比对催化剂活性的影响
        4.3.2 催化剂金属含量对催化剂活性的影响
        4.3.3 水热晶化时间对催化剂活性的影响
        4.3.4 催化剂焙烧温度对喹啉降解效果的影响
    4.4 改性粉煤灰催化剂的表征分析
        4.4.1 X射线荧光光谱分析
        4.4.2 X射线衍射分析
        4.4.3 比表面积分析
        4.4.4 扫描电镜分析
        4.4.5 投射电镜分析
        4.4.6 红外光谱分析
    4.5 本章小结
5 改性粉煤灰催化剂催化降解喹啉废水的性能研究
    5.1 引言
    5.2 改性粉煤灰催化剂催化降解喹啉废水的影响因素
        5.2.1 不同催化剂下喹啉去除效果的对比
        5.2.2 催化剂用量对喹啉降解效果的影响
        5.2.3 H_2O_2用量对喹啉降解效果的影响
        5.2.4 反应温度对喹啉降解效果的影响
    5.3 改性粉煤灰催化剂降解喹啉反应动力学及机理
        5.3.1 喹啉降解的动力学分析
        5.3.2 喹啉降解的反应活化能分析
        5.3.3 喹啉降解的路径分析
        5.3.4 改性粉煤灰催化剂的可重复使用性
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位论文期间发表的学术论文目录
攻读学位论文期间申请的专利目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]改性粉煤灰非均相Fenton法催化降解某选矿废水COD[J]. 胡真,王晨亮,王成行,李沛伦,宋宝旭.  矿冶. 2018(06)
[2]湿式催化过氧化氢氧化法处理腈纶废水的研究[J]. 王金娥,武晶晶,于建奇,雷天升.  当代化工. 2017(05)
[3]湿式催化过氧化氢氧化技术综述[J]. 罗磊,代成义,张安峰,宋春山,郭新闻.  化工学报. 2015(09)
[4]碳基吸附剂对典型有机防晒剂二苯甲酮-3的吸附性能及热力学研究[J]. 褚腾飞,李冬冬,杜尔登,楚文海,郭迎庆,高乃云.  环境科学学报. 2016(03)
[5]粉煤灰微波-水热合成法制备分子筛的研究进展[J]. 陈彦广,徐婷婷,韩洪晶,王新惠,王琦旗,韩洪伟,宋军,宋华.  化工进展. 2015(08)
[6]利用粉煤灰制备4A分子筛的研究[J]. 郭俊文,梁海欧,王俊忠,孙炜岩.  广州化工. 2015(09)
[7]Fe-Mn/AC催化湿式过氧化氢氧化间甲酚[J]. 王森,于杨,卫皇曌,王亚旻,李旭宁,杨旭,孙承林,安路阳.  环境化学. 2015(04)
[8]粉煤灰的改性及对刚果红的吸附[J]. 段小月,曹红丽,刘伟,赵树冬.  化工环保. 2013(04)
[9]紫外辐照-催化湿式过氧化氢氧化技术处理酸性大红GR染料废水[J]. 涂盛辉,朱细平,梁海营,钟观华,吴林华.  化工环保. 2013(02)
[10]活性炭纤维对水中罗丹明B的吸附性能[J]. 施超,冯景伟,彭书传,胡真虎.  环境化学. 2013(03)

硕士论文
[1]粉煤灰超细改性及吸附性能研究[D]. 何婵.西安科技大学 2008



本文编号：3705100