掺银MnFe 2 O 4 催化臭氧分解水中DBP的研究
发布时间：2023-02-26 20:24
本文以鸡蛋清作为发泡剂,使用溶胶-凝胶法制备了多孔结构的磁性尖晶石MnFe204,并以其为基体分别掺入摩尔百分比为0.5%、1%、2%和5%的银,将五种催化剂催化臭氧降解水中有机污染物邻苯二甲酸二丁酯(DBP),对这五种催化剂的催化性能进行了比较和研究。本文中利用XRD、FTIR、SEM、BET、XPS、EDS、VSM等多种表征方法对催化剂的结构、性能和表面形貌进行了分析。结果表明,催化剂为多孔状尖晶石结构,具有较大的比表面积,Ag+进入MnFe204晶格结构中,取代Mn2+的空间位置,属于A位掺杂,随着掺银量的增加,晶格氧缺陷变大,掺银后催化剂的磁性有所下降,但均属于亚铁磁性范畴。研究了五种催化剂催化臭氧降解DBP的性能和重复利用性能,分析了初始pH值、催化剂投加量、DBP初始浓度、水中阴阳离子等因素对实验的影响,探讨了不同催化体系和不同反应条件(不同初始pH和不同催化剂投加量)下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系。实验结果表明,0.5%Ag/MnFe2O4的催化性能最佳,相比MnFe204,对DBP的去除率提高了 23.6%,五种催化体系中,当初始pH值在催化剂等电点(pHPZc=...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 邻苯二甲酸酯类污染废水
1.1.1 邻苯二甲酸酯类污染废水的性质、来源及其危害
1.1.2 邻苯二甲酸酯类污染废水的处理技术
1.2 臭氧氧化工艺
1.2.1 臭氧的结构
1.2.2 臭氧氧化工艺的发展
1.3 强化臭氧氧化工艺及研究现状
1.3.1 光催化臭氧氧化工艺
1.3.2 超声催化臭氧氧化工艺
1.3.3 电场催化臭氧氧化工艺
1.3.4 催化剂强化臭氧氧化工艺
1.4 课题研究的目的、意义和内容
1.4.1 研究目的和意义
1.4.2 研究的主要内容
第2章 实验材料及方法
2.1 实验药品与仪器
2.2 表征测试方法及仪器
2.2.1 扫描电子显微镜(SEM分析)
2.2.2 X-射线衍射分析(XRD)
2.2.3 比表面积分析(BET)
2.2.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.2.5 磁饱和强度(VSM)
2.2.6 红外光谱分析
2.2.7 拉曼光谱分析
2.2.8 X射线能量色散谱分析(EDS)
2.2.9 电化学工作站
2.3 分析方法
2.3.1 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的检测
2.3.2 金属离子的检测
2.3.3 臭氧浓度的测定
2.3.4 等电点(pHPZC)的测定
2.3.5 表面羟基浓度的测定
2.4 催化臭氧降解DBP实验
2.4.1 实验方法
2.4.2 催化剂溶出离子浓度的测定
2.5 本章小结
第3章 催化剂的制备与表征
3.1 掺银催化剂的制备
3.2 催化剂的表征
3.2.1 催化剂表面形貌分析
3.2.2 催化剂的结构分析
3.2.3 催化剂表面元素分析
3.2.4 催化剂的磁性分析
3.3 本章小结
第4章 掺银MnFe2O4催化臭氧分解水中DBP的研究
4.1 MnFe2O4及掺银MnFe2O4催化剂催化臭氧实验
4.2 催化剂的投加量对催化臭氧反应的影响
4.3 初始反应pH值对催化臭氧反应的影响
4.4 DBP浓度对催化臭氧反应的影响
4.5 水中阴阳离子对催化臭氧反应的影响
4.6 催化剂重复利用实验
4.7 溶出离子均相催化实验
4.8 本章小结
第5章 臭氧利用率与DBP降解动力学的研究
5.1 不同催化体系下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.1.1 不同催化体系下DBP降解动力学的研究
5.1.2 不同催化体系下臭氧利用率的研究
5.1.3 不同催化体系下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.2 不同条件下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.2.1 不同投量下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.2.2 不同初始pH下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.3 本章小结
第6章 掺银MnFe2O4催化臭氧机理分析
6.1 表面羟基理论的验证
6.2 抑制羟基自由基对催化臭氧的影响
6.3 催化体系的拉曼光谱分析
6.4 催化剂在反应体系中的循环伏安曲线研究
6.5 催化剂反应前后的XPS分析
6.6 掺银前后催化剂的反应活化能研究
6.7 掺银前后催化剂的机理推测
6.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3750834
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 邻苯二甲酸酯类污染废水
1.1.1 邻苯二甲酸酯类污染废水的性质、来源及其危害
1.1.2 邻苯二甲酸酯类污染废水的处理技术
1.2 臭氧氧化工艺
1.2.1 臭氧的结构
1.2.2 臭氧氧化工艺的发展
1.3 强化臭氧氧化工艺及研究现状
1.3.1 光催化臭氧氧化工艺
1.3.2 超声催化臭氧氧化工艺
1.3.3 电场催化臭氧氧化工艺
1.3.4 催化剂强化臭氧氧化工艺
1.4 课题研究的目的、意义和内容
1.4.1 研究目的和意义
1.4.2 研究的主要内容
第2章 实验材料及方法
2.1 实验药品与仪器
2.2 表征测试方法及仪器
2.2.1 扫描电子显微镜(SEM分析)
2.2.2 X-射线衍射分析(XRD)
2.2.3 比表面积分析(BET)
2.2.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.2.5 磁饱和强度(VSM)
2.2.6 红外光谱分析
2.2.7 拉曼光谱分析
2.2.8 X射线能量色散谱分析(EDS)
2.2.9 电化学工作站
2.3 分析方法
2.3.1 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的检测
2.3.2 金属离子的检测
2.3.3 臭氧浓度的测定
2.3.4 等电点(pHPZC)的测定
2.3.5 表面羟基浓度的测定
2.4 催化臭氧降解DBP实验
2.4.1 实验方法
2.4.2 催化剂溶出离子浓度的测定
2.5 本章小结
第3章 催化剂的制备与表征
3.1 掺银催化剂的制备
3.2 催化剂的表征
3.2.1 催化剂表面形貌分析
3.2.2 催化剂的结构分析
3.2.3 催化剂表面元素分析
3.2.4 催化剂的磁性分析
3.3 本章小结
第4章 掺银MnFe2O4催化臭氧分解水中DBP的研究
4.1 MnFe2O4及掺银MnFe2O4催化剂催化臭氧实验
4.2 催化剂的投加量对催化臭氧反应的影响
4.3 初始反应pH值对催化臭氧反应的影响
4.4 DBP浓度对催化臭氧反应的影响
4.5 水中阴阳离子对催化臭氧反应的影响
4.6 催化剂重复利用实验
4.7 溶出离子均相催化实验
4.8 本章小结
第5章 臭氧利用率与DBP降解动力学的研究
5.1 不同催化体系下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.1.1 不同催化体系下DBP降解动力学的研究
5.1.2 不同催化体系下臭氧利用率的研究
5.1.3 不同催化体系下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.2 不同条件下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.2.1 不同投量下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.2.2 不同初始pH下臭氧利用率与DBP降解动力学的关系
5.3 本章小结
第6章 掺银MnFe2O4催化臭氧机理分析
6.1 表面羟基理论的验证
6.2 抑制羟基自由基对催化臭氧的影响
6.3 催化体系的拉曼光谱分析
6.4 催化剂在反应体系中的循环伏安曲线研究
6.5 催化剂反应前后的XPS分析
6.6 掺银前后催化剂的反应活化能研究
6.7 掺银前后催化剂的机理推测
6.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3750834
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