固体催化剂非均相催化废水中尿素水解的初步研究
发布时间：2023-02-13 15:30
尿素工厂排放的废水量很大,其中不仅含有一定量的CO2和NH3还含有0.5wt%～2.0wt%的尿素。如果处理不达标就排放,不仅会毒害水体中的生物,还会造成水体富营养化。废水中的CO2和NH3可以通过简单的汽提(解吸)工艺除去,而尿素必须经过化学分解的方式除去,是尿素废水处理的重点和难点。目前工业上普遍采用的尿素废水处理方法为热力水解法,需要在高温高压下进行,不仅对设备材质的要求较高,而且还需要消耗大量中压蒸汽。其他方法如脲酶水解法、生物水解法和电化学分解法,均由于操作弹性小、成本高、能耗大而无法应用在工业上。因此寻找一种能耗低、投资省、效果好的新方法处理尿素废水是一项重要而亟待解决的任务。本文采用固体催化剂进行了催化废水中尿素水解的实验研究,旨在找到一种合适的固体催化剂将其应用于尿素废水的处理上,并探究其催化尿素水解的机理。本文首先以α-Al2O3和η-Al2O3分别为催化剂进行了催化尿素水解的研究,考察了反应温度、反应时间及催化剂用量对尿素去除率的影响,结果表明η-Al2O3表现出了很好的尿素去除效果,当反应温度为165℃,反应时间为150min,催化剂用量为50g/L时,尿素去除率...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 尿素废水处理的发展现状
1.2.1 热力水解法
1.2.2 脲酶水解法
1.2.3 生物水解法
1.2.4 电化学分解法
1.2.5 催化水解法
1.3 尿素催化水解研究进展
1.4 尿素水解原理
1.5 固体催化剂简介
1.5.1 固体酸催化剂简介
1.5.2 固体碱催化剂简介
1.6 氧化铝及其前驱体
1.6.1 氧化铝
1.6.2 氧化铝的前驱体
1.7 水滑石
1.7.1 LDHs的性质
1.7.2 LDHs的合成方法
1.8 立题及研究内容
1.8.1 立题
1.8.2 研究内容
第二章 实验研究方法
2.1 实验药品及仪器装置
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 固体催化剂的制备
2.2.1 氧化铝催化剂的制备
2.2.2 三水铝石(γ-Al(OH)3)不同温度焙烧制备催化剂
2.2.3 镁铝水滑石催化剂的制备
2.3 水解反应
2.3.1 尿素废水
2.3.2 尿素水解反应装置
2.3.3 尿素水解实验方法
2.3.4 水解液中尿素含量的分析
2.4 固体催化剂的表征
2.4.1 X射线衍射(XRD)
2.4.2 催化剂比表面积和孔径的测定(N2-BET)
2.4.3 表面羟基含量的测定
2.4.4 傅里叶红外变换(FT-IR)
2.4.5 催化剂表面碱性分析
2.5 MgAl-LDHs晶格参数的计算
2.5.1 MgAl-LDHs层状结构的层间距d003
2.5.2 MgAl-LDHs晶粒尺寸D的计算
第三章 氧化铝催化废水中尿素水解的研究
3.1 氧化铝催化剂的表征
3.1.1 X射线衍射(XRD)
3.1.2 比表面积及孔体积的测定(N2-BET)
3.2 尿素水解反应
3.2.1 反应条件对尿素水解反应的影响
3.2.2 尿素水解的动力学研究
3.2.3 η-Al2O3催化剂的稳定性
3.3 本章小结
第四章 γ-Al(OH)3不同温度焙烧后制备的催化剂催化尿素水解的研究
4.1 催化剂的表征
4.1.1 X射线衍射(XRD)表征
4.1.2 比表面积(N2-BET)及表面羟基含量的测定
4.1.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征
4.1.4 表面碱强度及碱量的测定
4.2 催化剂的活性评价
4.3 反应条件对尿素水解反应的影响
4.3.1 水解温度对尿素水解的影响
4.3.2 反应时间对尿素水解的影响
4.3.3 催化剂用量对尿素水解的影响
4.4 Al300催化剂的稳定性
4.5 本章小结
第五章 MgAl-LDHs催化尿素水解的研究
5.1 催化剂的表征
5.1.1 X射线衍射(XRD)表征
5.1.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征
5.1.3 表面碱强度及碱量的测定
5.1.4 比表面积及孔体积的测定(N2-BET)
5.2 MgAl-LDHs催化剂的活性评价
5.3 反应条件对尿素水解反应的影响
5.3.1 水解温度对尿素水解的影响
5.3.2 反应时间对尿素水解的影响
5.4 MgAl-LDHs催化剂的稳定性
5.5 MgAl-LDHs催化尿素水解机理的推测
5.6 不同种类催化剂的活性评价
5.7 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 主要结论
6.2 课题创新点
6.3 今后工作建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
本文编号：3741977
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 尿素废水处理的发展现状
1.2.1 热力水解法
1.2.2 脲酶水解法
1.2.3 生物水解法
1.2.4 电化学分解法
1.2.5 催化水解法
1.3 尿素催化水解研究进展
1.4 尿素水解原理
1.5 固体催化剂简介
1.5.1 固体酸催化剂简介
1.5.2 固体碱催化剂简介
1.6 氧化铝及其前驱体
1.6.1 氧化铝
1.6.2 氧化铝的前驱体
1.7 水滑石
1.7.1 LDHs的性质
1.7.2 LDHs的合成方法
1.8 立题及研究内容
1.8.1 立题
1.8.2 研究内容
第二章 实验研究方法
2.1 实验药品及仪器装置
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 固体催化剂的制备
2.2.1 氧化铝催化剂的制备
2.2.2 三水铝石(γ-Al(OH)3)不同温度焙烧制备催化剂
2.2.3 镁铝水滑石催化剂的制备
2.3 水解反应
2.3.1 尿素废水
2.3.2 尿素水解反应装置
2.3.3 尿素水解实验方法
2.3.4 水解液中尿素含量的分析
2.4 固体催化剂的表征
2.4.1 X射线衍射(XRD)
2.4.2 催化剂比表面积和孔径的测定(N2-BET)
2.4.3 表面羟基含量的测定
2.4.4 傅里叶红外变换(FT-IR)
2.4.5 催化剂表面碱性分析
2.5 MgAl-LDHs晶格参数的计算
2.5.1 MgAl-LDHs层状结构的层间距d003
第三章 氧化铝催化废水中尿素水解的研究
3.1 氧化铝催化剂的表征
3.1.1 X射线衍射(XRD)
3.1.2 比表面积及孔体积的测定(N2-BET)
3.2 尿素水解反应
3.2.1 反应条件对尿素水解反应的影响
3.2.2 尿素水解的动力学研究
3.2.3 η-Al2O3催化剂的稳定性
3.3 本章小结
第四章 γ-Al(OH)3不同温度焙烧后制备的催化剂催化尿素水解的研究
4.1 催化剂的表征
4.1.1 X射线衍射(XRD)表征
4.1.2 比表面积(N2-BET)及表面羟基含量的测定
4.1.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征
4.1.4 表面碱强度及碱量的测定
4.2 催化剂的活性评价
4.3 反应条件对尿素水解反应的影响
4.3.1 水解温度对尿素水解的影响
4.3.2 反应时间对尿素水解的影响
4.3.3 催化剂用量对尿素水解的影响
4.4 Al300催化剂的稳定性
4.5 本章小结
第五章 MgAl-LDHs催化尿素水解的研究
5.1 催化剂的表征
5.1.1 X射线衍射(XRD)表征
5.1.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征
5.1.3 表面碱强度及碱量的测定
5.1.4 比表面积及孔体积的测定(N2-BET)
5.2 MgAl-LDHs催化剂的活性评价
5.3 反应条件对尿素水解反应的影响
5.3.1 水解温度对尿素水解的影响
5.3.2 反应时间对尿素水解的影响
5.4 MgAl-LDHs催化剂的稳定性
5.5 MgAl-LDHs催化尿素水解机理的推测
5.6 不同种类催化剂的活性评价
5.7 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 主要结论
6.2 课题创新点
6.3 今后工作建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
本文编号：3741977
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