改性煤焦和金属掺杂TiO 2 联合处理焦化废水的实验研究
发布时间：2024-02-15 18:14
本文采用溶胶-凝胶水热法制备了不同金属掺杂及金属-非金属改性TiO2催化剂,同时以制备出的TiO2和生物质等物质分别制备了不同煤种的改性煤焦,并以苯酚模拟焦化废水为研究对象对不同改性TiO2催化剂,探究影响TiO2催化剂和改性煤焦对苯酚降解和吸附的制备条件、实验条件,以及反应动力学和光催化氧化后苯酚废水的可生化性。实验结果表明:以硝酸铈(掺杂摩尔比1%)和六次甲基四胺(掺杂摩尔比14%)为原料,水热反应温度160℃下反应24h后在200℃下煅烧得到的Ce,N-TiO2催化剂对浓度为20mg/L,pH为2的苯酚可见光催化性能可达69%,加入辅助氧化剂O3,光催化效率提高至80%以上;改性煤焦实验结果显示,最佳实验煤种为山西烟煤,最佳改性方法为生物质(海南椰壳,与煤样掺混比为7:3)和TiO2(掺杂量为1%)改性,苯酚最适处理浓度为600mg/L,最适煤焦投加量为4g/L,在pH为4条件下,可将苯酚浓度降至150mg/L以下。将改性煤焦吸附与光催化联合,与单独...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状和发展动态分析
1.2.1 吸附处理技术部分
1.2.2 光催化氧化技术部分
1.2.3 非金属掺杂对金属掺杂TiO2的作用
1.2.4 吸附与高级氧化技术联合处理部分
1.3 课题研究内容
1.4 本章小结
第2章 金属掺杂TiO2光催化实验部分
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要仪器
2.2 实验方法
2.2.1 纯二氧化钛的制备(溶胶-凝胶辅助水热法)
2.2.2 掺杂二氧化钛的制备
2.3 光催化反应装置及实验流程
2.3.1 苯酚的测定方法及标准曲线的绘制
2.3.2 实验流程及光催化反应装置图
2.4 掺杂改性TiO2光催化氧化苯酚实验研究
2.4.1 掺杂改性TiO2制备条件的研究
2.4.1.1 金属掺杂元素的筛选以及煅烧温度的确定
2.4.1.2 氮源的筛选
2.4.1.3 不同TiO2的光催化性能
2.4.1.4 最佳水热温度和水热时间的探索
2.4.1.5 Ce掺杂量的探索
2.4.2 掺杂改性TiO2实验条件的优化
2.4.2.1 最佳实验pH的探索
2.4.2.2 不同苯酚浓度下的光催化效率
2.4.2.3 水温对苯酚去除效率的影响
2.5 光催化降解的动力学研究
2.6 光催化剂的表征与分析
2.6.1 X射线衍射(XRD)分析
2.6.2 BET比表面积分析
2.6.3 SEM
2.6.4 NH3-TPD分析
2.6.5 UV-Vis
2.6.6 光催化降解的产物鉴定
2.7 本章小结
第3章 改性煤焦吸附苯酚废水的实验研究
3.1 TiO2及改性TiO2的制备方法
3.2 TiO2制备(同第二章溶胶-凝胶辅助水热法)
3.3 煤焦实验所需试剂及仪器
3.4 煤焦的制备
3.5 实验步骤
3.6 煤、生物质的工业分析
3.7 煤焦吸附实验研究
3.7.1 苯酚最适初始浓度的研究
3.7.2 煤焦最适投加量的研究
3.7.3 最佳制焦温度和煤种的确定
3.7.4 不同生物质掺杂对煤焦吸附性能的影响
3.7.5 最适反应pH及生物质、煤样掺混比的研究
3.7.5.1 不同pH下山西烟煤加椰子壳对吸附效率的影响
3.7.5.2 不同pH下山西烟煤加榛子壳对吸附效率的影响
3.7.6 不同种类添加剂对煤焦吸附性能的影响
3.7.6.1 不同TiO2的添加对煤焦吸附性能的影响
3.7.6.2 不同改性方法汇总
3.8 对煤焦吸附过程的动力学及热力学分析
3.8.1 对煤焦吸附过程的动力学分析
3.8.2 生物质掺杂山西烟煤焦吸附苯酚的热力学函数
3.9 改性煤焦的表征分析
3.9.1 BET分析
3.9.2 SEM分析
3.10 本章小结
第4章 煤焦吸附与TiO2光催化的联合
4.1 辅助氧化剂的添加
4.2 可生化性研究
4.2.1 臭氧对光催化处理苯酚废水可生化性的影响
4.2.2 吸附-光催化联用对苯酚废水可生化性的影响
4.3 联用前后的处理效果对比
4.4 平行实验研究
4.5 本章小结
第5章 结论和建议
5.1 结论
5.2 建议与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3900129
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状和发展动态分析
1.2.1 吸附处理技术部分
1.2.2 光催化氧化技术部分
1.2.3 非金属掺杂对金属掺杂TiO2的作用
1.2.4 吸附与高级氧化技术联合处理部分
1.3 课题研究内容
1.4 本章小结
第2章 金属掺杂TiO2光催化实验部分
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要仪器
2.2 实验方法
2.2.1 纯二氧化钛的制备(溶胶-凝胶辅助水热法)
2.2.2 掺杂二氧化钛的制备
2.3 光催化反应装置及实验流程
2.3.1 苯酚的测定方法及标准曲线的绘制
2.3.2 实验流程及光催化反应装置图
2.4 掺杂改性TiO2光催化氧化苯酚实验研究
2.4.1 掺杂改性TiO2制备条件的研究
2.4.1.1 金属掺杂元素的筛选以及煅烧温度的确定
2.4.1.2 氮源的筛选
2.4.1.3 不同TiO2的光催化性能
2.4.1.4 最佳水热温度和水热时间的探索
2.4.1.5 Ce掺杂量的探索
2.4.2 掺杂改性TiO2实验条件的优化
2.4.2.1 最佳实验pH的探索
2.4.2.2 不同苯酚浓度下的光催化效率
2.4.2.3 水温对苯酚去除效率的影响
2.5 光催化降解的动力学研究
2.6 光催化剂的表征与分析
2.6.1 X射线衍射(XRD)分析
2.6.2 BET比表面积分析
2.6.3 SEM
2.6.4 NH3-TPD分析
2.6.5 UV-Vis
2.6.6 光催化降解的产物鉴定
2.7 本章小结
第3章 改性煤焦吸附苯酚废水的实验研究
3.1 TiO2及改性TiO2的制备方法
3.2 TiO2制备(同第二章溶胶-凝胶辅助水热法)
3.3 煤焦实验所需试剂及仪器
3.4 煤焦的制备
3.5 实验步骤
3.6 煤、生物质的工业分析
3.7 煤焦吸附实验研究
3.7.1 苯酚最适初始浓度的研究
3.7.2 煤焦最适投加量的研究
3.7.3 最佳制焦温度和煤种的确定
3.7.4 不同生物质掺杂对煤焦吸附性能的影响
3.7.5 最适反应pH及生物质、煤样掺混比的研究
3.7.5.1 不同pH下山西烟煤加椰子壳对吸附效率的影响
3.7.5.2 不同pH下山西烟煤加榛子壳对吸附效率的影响
3.7.6 不同种类添加剂对煤焦吸附性能的影响
3.7.6.1 不同TiO2的添加对煤焦吸附性能的影响
3.7.6.2 不同改性方法汇总
3.8 对煤焦吸附过程的动力学及热力学分析
3.8.1 对煤焦吸附过程的动力学分析
3.8.2 生物质掺杂山西烟煤焦吸附苯酚的热力学函数
3.9 改性煤焦的表征分析
3.9.1 BET分析
3.9.2 SEM分析
3.10 本章小结
第4章 煤焦吸附与TiO2光催化的联合
4.1 辅助氧化剂的添加
4.2 可生化性研究
4.2.1 臭氧对光催化处理苯酚废水可生化性的影响
4.2.2 吸附-光催化联用对苯酚废水可生化性的影响
4.3 联用前后的处理效果对比
4.4 平行实验研究
4.5 本章小结
第5章 结论和建议
5.1 结论
5.2 建议与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3900129
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