杂原子分子筛的设计合成及其催化性能研究
发布时间：2023-10-13 21:06
在当今社会,社会经济的高速发展带动着我国工业技术的飞速发展,化石能源的消耗日益增加,产生了大量的废气、废水和废渣。据有关部门统计,我国每年仅工业废水就有约200～210亿吨流入到各类水体中,污染物种类的多样性和难以降解等问题不断地困扰着我们,由此而导致的环境问题已经成为人类社会迫切需要解决的重大问题之一。本文针对如何缓解这一环境问题进行了研究,通过在沸石分子筛中引入过渡金属离子和季铵阳离子,如Cu-ZSM-5沸石分子筛,含有介孔结构的ZSM-5沸石分子筛,探究这些分子筛材料对环境污水问题所起到的作用。由于沸石分子筛具有丰富的孔道结构、大的比表面积、良好的水热稳定性和选择吸附性能而被广泛的应用于诸多工业领域,但是传统的沸石分子筛材料催化活性位点数量不足,催化能力较低,严重影响其工业化应用效果,因此需对其进行改性。分子筛骨架引入中杂原子,可以增加分子筛的催化活性位点,提高其催化活性。本文在成功合成ZSM-5分子筛的基础上引入过渡金属杂原子铜离子,制备了铜离子掺杂的Cu-ZSM-5沸石分子筛,对其进行了结构表征,同时还研究了不同制备方法Cu-ZSM-5沸石分子筛对苯酚催化降解性能,进一步考察...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 沸石分子筛简介
1.1.1 沸石分子筛的发展
1.1.2 沸石分子筛的化学组成与结构
1.1.3 沸石分子筛的分类
1.2 沸石分子筛的合成研究
1.2.1 沸石分子筛的合成方法
1.2.2 沸石分子筛的合成机理
1.2.3 沸石分子筛合成的影响因素
1.3 几种典型的沸石分子筛
1.3.1 ZSM-5沸石分子筛
1.3.2 A型分子筛
1.3.3 SSZ-13沸石分子筛
1.3.4 X、Y型沸石分子筛
1.4 沸石分子筛的应用
1.4.1 分子筛离子交换过程中的应用
1.4.2 分子筛在选择吸附过程中的应用
1.4.3 分子筛在催化过程中的应用
1.5 杂原子分子筛
1.5.1 杂原子分子筛概述
1.5.2 杂原子分子筛的合成方法
1.5.3 杂原子分子筛的应用现状
1.6 有机废水处理的研究现状
1.6.1 物理化学法
1.6.2 生物法
1.6.3 高级氧化法
1.7 本课题选题的目的、意义
第二章 铜离子掺杂合成Cu-ZSM-5沸石分子筛及其催化性能
2.1 引言
2.2 实验药品及仪器设备
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器设备
2.3 实验部分
2.3.1 传统水热合成法合成纯硅铝ZSM-5沸石分子筛
2.3.2 铜胺络合物为模板剂合成铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
2.3.3 传统水热合成法制备铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
2.3.4 常规液相离子交换法制备铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
2.3.5 浸渍法制备铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
2.3.6 铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛的处理
2.4 材料结构表征
2.4.1 X射线衍射(XRD)
2.4.2 傅里叶红外光谱(FTIR)
2.4.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)
2.4.4 电感耦合等离子发射光谱(ICP)
2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.5 沸石分子筛的催化性能测试
2.5.1 溶液的配制
2.5.2 催化剂的催化性能测试
2.6 表征结果与讨论
2.6.1 催化剂X射线衍射(XRD)的表征
2.6.2 催化剂红外光谱(FTIR)的表征
2.6.3 催化剂扫描电镜(SEM)的表征
2.6.4 催化剂电感耦合等离子发射光谱(ICP)的表征
2.6.5 催化剂X射线光电子能谱(XPS)的表征
2.7 催化性能测试结果与讨论
2.7.1 初始pH值对降解结果的影响
2.7.2 H2O2的用量对降解结果的影响
2.7.3 催化剂的用量对降解结果的影响
2.7.4 反应体系温度对降解结果的影响
2.7.5 催化剂种类对降解结果的影响
2.7.6 催化剂的再生性能对降解结果的影响
2.8 本章小结
第三章 介孔铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛的合成及其催化性能
3.1 引言
3.2 实验药品及仪器设备
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器
3.3 实验部分
3.3.1 微孔结构离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
3.3.2 介孔结构离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
3.3.3 微介孔结构铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛的处理
3.4 材料结构表征
3.4.1 X射线衍射(XRD)
3.4.2 傅里叶红外光谱(FTIR)
3.4.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)
3.4.4 全自动物理化学吸附仪(BET)
3.5 沸石分子筛的催化性能测试
3.5.1 溶液的配制
3.5.2 催化剂的催化性能测试
3.6 表征结果与讨论
3.6.1 催化剂X射线衍射(XRD)的表征
3.6.2 催化剂红外光谱(FTIR)的表征
3.6.3 催化剂扫描电镜(SEM)的表征
3.6.4 比表面积及孔结构表征
3.7 催化性能测试结果与讨论
3.8 本章小结
第四章 结论
参考文献
硕士期间发表论文和参加科研情况
致谢
本文编号：3853773
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 沸石分子筛简介
1.1.1 沸石分子筛的发展
1.1.2 沸石分子筛的化学组成与结构
1.1.3 沸石分子筛的分类
1.2 沸石分子筛的合成研究
1.2.1 沸石分子筛的合成方法
1.2.2 沸石分子筛的合成机理
1.2.3 沸石分子筛合成的影响因素
1.3 几种典型的沸石分子筛
1.3.1 ZSM-5沸石分子筛
1.3.2 A型分子筛
1.3.3 SSZ-13沸石分子筛
1.3.4 X、Y型沸石分子筛
1.4 沸石分子筛的应用
1.4.1 分子筛离子交换过程中的应用
1.4.2 分子筛在选择吸附过程中的应用
1.4.3 分子筛在催化过程中的应用
1.5 杂原子分子筛
1.5.1 杂原子分子筛概述
1.5.2 杂原子分子筛的合成方法
1.5.3 杂原子分子筛的应用现状
1.6 有机废水处理的研究现状
1.6.1 物理化学法
1.6.2 生物法
1.6.3 高级氧化法
1.7 本课题选题的目的、意义
第二章 铜离子掺杂合成Cu-ZSM-5沸石分子筛及其催化性能
2.1 引言
2.2 实验药品及仪器设备
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器设备
2.3 实验部分
2.3.1 传统水热合成法合成纯硅铝ZSM-5沸石分子筛
2.3.2 铜胺络合物为模板剂合成铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
2.3.3 传统水热合成法制备铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
2.3.4 常规液相离子交换法制备铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
2.3.5 浸渍法制备铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
2.3.6 铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛的处理
2.4 材料结构表征
2.4.1 X射线衍射(XRD)
2.4.2 傅里叶红外光谱(FTIR)
2.4.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)
2.4.4 电感耦合等离子发射光谱(ICP)
2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.5 沸石分子筛的催化性能测试
2.5.1 溶液的配制
2.5.2 催化剂的催化性能测试
2.6 表征结果与讨论
2.6.1 催化剂X射线衍射(XRD)的表征
2.6.2 催化剂红外光谱(FTIR)的表征
2.6.3 催化剂扫描电镜(SEM)的表征
2.6.4 催化剂电感耦合等离子发射光谱(ICP)的表征
2.6.5 催化剂X射线光电子能谱(XPS)的表征
2.7 催化性能测试结果与讨论
2.7.1 初始pH值对降解结果的影响
2.7.2 H2O2的用量对降解结果的影响
2.7.3 催化剂的用量对降解结果的影响
2.7.4 反应体系温度对降解结果的影响
2.7.5 催化剂种类对降解结果的影响
2.7.6 催化剂的再生性能对降解结果的影响
2.8 本章小结
第三章 介孔铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛的合成及其催化性能
3.1 引言
3.2 实验药品及仪器设备
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器
3.3 实验部分
3.3.1 微孔结构离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
3.3.2 介孔结构离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛
3.3.3 微介孔结构铜离子掺杂Cu-ZSM-5沸石分子筛的处理
3.4 材料结构表征
3.4.1 X射线衍射(XRD)
3.4.2 傅里叶红外光谱(FTIR)
3.4.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)
3.4.4 全自动物理化学吸附仪(BET)
3.5 沸石分子筛的催化性能测试
3.5.1 溶液的配制
3.5.2 催化剂的催化性能测试
3.6 表征结果与讨论
3.6.1 催化剂X射线衍射(XRD)的表征
3.6.2 催化剂红外光谱(FTIR)的表征
3.6.3 催化剂扫描电镜(SEM)的表征
3.6.4 比表面积及孔结构表征
3.7 催化性能测试结果与讨论
3.8 本章小结
第四章 结论
参考文献
硕士期间发表论文和参加科研情况
致谢
本文编号：3853773
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