纳米结构化铁酸铋功能材料应用于高效催化降解新型有机污染物

发布时间：2023-03-23 04:16

　　新型有机污染物(EOCs)是目前国际上环境化学领域的研究热点,它们来自工业添加剂、杀虫剂、药物和个人护理品等,是目前未能得到有效管理和控制的有机物质。在生产和使用过程中,EOCs通过各种方式进入环境生态中,它们往往呈现持久性、高风险等特点,具有潜在的引起未知生态毒理效应和人类健康危害的可能性。高级氧化技术(AOPs)是现在备受关注的有机污染物处理技术,其中,芬顿试剂法因为设备简单、条件温和、反应效率高等优点,并且能用于一般化学或生物方法难降解的有机污染物,得到广泛的应用。然而,传统的芬顿试剂法在实际应用中主要存在以下几大问题:1)有效工作p H值处在3左右,2)二价铁盐的持续投加导致大量的铁泥。以上问题的存在已造成高额的后处理费用和环境二次污染。针对这些问题,本研究从催化剂和优化催化体系入手,通过制备一种新型、高效的铁酸铋同素异晶相复合材料(BF-PMCs),构建了以BF-PMCs为催化剂的多相类(光)芬顿催化体系,在酸碱度近中性条件下有效降解各类新型有机污染物,并对其代表性EOCs开展降解途径机制的研究。本研究首先通过低温共沉淀集成水热法成功制备了铁酸铋同素异晶相复合催化材料(BF-...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 新型有机污染物的概述
        1.1.1 新型有机污染物的定义
        1.1.2 新型有机污染物的来源及危害
        1.1.3 有机污染物治理技术
    1.2 芬顿试剂法处理难降解废水的研究
        1.2.1 芬顿试剂法的反应机理
        1.2.2 芬顿试剂法在废水处理中的应用
        1.2.3 芬顿试剂法存在的缺点与改进措施
    1.3 多相类(光)芬顿反应处理难降解有机废水的研究
        1.3.1 多相类芬顿反应
        1.3.2 多相光芬顿反应
        1.3.3 铁基催化剂
        1.3.4 铁氧体纳米复合催化剂
    1.4 本论文的研究意义及其主要内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 课题创新点
第二章 BF-PMCs的制备与表征
    2.1 实验材料与原料
        2.1.1 实验试剂与原料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂的制备与表征
        2.2.1 BF-PMCs的制备
        2.2.2 BF-PMCs的表征
            2.2.2.1 X射线衍射测试(XRD)
            2.2.2.2 比表面积BET和孔径分布测试
            2.2.2.3 场发射电子显微镜测试(SEM)
            2.2.2.4 透射电子显微镜测试(TEM)
            2.2.2.5 X射线光电子能谱测试(XPS)
    2.3 BF-PMCs的表征结果分析
        2.3.1 XRD结果分析
        2.3.2 BET结果分析
        2.3.3 SEM结果分析
        2.3.4 TEM结果分析
        2.3.5 XPS结果分析
    2.4 本章小结
第三章 BF-PMCs/H₂O₂ 多相类芬顿体系高效降解磺胺甲恶唑
    3.1 引言
    3.2 实验试剂与仪器
    3.3 多相类芬顿催化降解新型有机污染物实验
        3.3.1 目标污染物的性质
        3.3.2 降解实验
        3.3.3 分析方法
    3.4 BF-PMCs/H₂O₂ 体系优化
        3.4.1 多相BF-PMCs/H₂O₂ 体系对比均相芬顿体系
        3.4.2 pH初始值对BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
        3.4.3 污染物浓度对BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
        3.4.4 H₂O₂ 投加量对BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
        3.4.5 BF-PMCs投加量对BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
    3.5 BF-PMCs/H₂O₂ 体系实际应用性研究
        3.5.1 水中基质对BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
        3.5.2 BF-PMCs体系应用于降解多类污染物
        3.5.3 催化剂的重复使用性
    3.6 降解机制
        3.6.1 自由基清除实验
        3.6.2 降解途径
    3.7 本章小结
第四章 基于BF-PMCs纳米结构化催化剂构建可见光光芬顿体系及其降解新型有机污染物的适用性研究
    4.1 引言
    4.2 实验试剂和仪器
    4.3 多相光芬顿体系催化降解新型有机污染物的研究
        4.3.1 多相光芬顿体系性能评估
        4.3.2 分析测试
    4.4 LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系建立与优化
        4.4.1 LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系建立
        4.4.2 p H初始值对LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
        4.4.3 AZX浓度对LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
        4.4.4 H₂O₂ 浓度对LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
        4.4.5 BF-PMCs投加量对LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
    4.5 LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系实际应用性研究
        4.5.1 水中基质对LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系的影响
        4.5.2 LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系应用于降解多类污染物
        4.5.3 催化剂的重复使用性
    4.6 降解机制
        4.6.1 LED/BF-PMCs/H₂O₂ 体系产生的自由基
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢
作者简介
    1.作者简历
    2.在读硕士期间发表的学位论文
    3.参与的科研项目及获奖情况
    4.发明专利
学位论文数据集



本文编号：3768262