铁基金属有机框架化合物催化类芬顿反应降解有机污染物研究

发布时间：2024-05-22 00:13

　　水中难降解有机污染物毒性大且易于在环境中及生物体内富集,危害环境及人类的健康。芬顿(Fenton)技术是一种降解水中难降解有机污染物的有效方法。传统均相Fenton技术存在反应条件严苛(pH≈3)、催化剂难回收及反应后产生铁泥等问题。非均相类芬顿技术可以解决均相芬顿技术存在的上述问题,受到越来越多的关注。但现有非均相催化剂催化效率仍有待提高,并且其催化机理仍不明确。针对上述问题,论文以铁基金属有机框架化合物(MOFs)作为非均相类Fenton催化剂,利用MOFs组成及结构可调节的特性,探索了通过改变MOFs结构、过渡金属元素掺杂及在有机配体上修饰特定基团等提高铁基MOFs催化效率的方法。阐明了铁基MOFs结构和组成与其催化性能之间的构效关系,并揭示了其催化机理,为制备高效非均相类Fenton催化剂提供新思路和方法。主要研究内容及结论如下:(1)选择具有不同结构的铁基 MOFs(MIL-53(Fe)、MIL-88B(Fe)和 MIL-101(Fe))作为非均相类Fenton催化剂,以苯酚作为目标污染物考察MOFs结构对催化活性的影响。实验结果显示,在相同反应条件下,MIL-88B(Fe)...

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．４过渡金属掺杂铁氧化物提高催化效率原理图??

样及结构可调节的特性。通过选择不同金属离子或者有机配体作为原料，可以制备出不??同结构及孔径的ＭＯＦｓ。ＭＯＦｓ材料的出现填补了传统微孔和介孔材料之间孔尺寸的空??白（图１．５）。??目前，ＭＯＦｓ材料被广泛用到气体的存储、吸附与分离以及催化等方面。在催化领??域，ＭＯＦｓ材料有....

图１．５几种ＭＯＦｓ及沸石类材料的孔径??Ｆｉｇ．?１．５?Ｐｏｒｅ?ｓｉｚｅｓ?ｏｆ?ｓｅｖｅｒａｌ?ＭＯＦｓ?ａｎｄ?ｚｅｏｌｉｔｅｓ??

（１）无机金属元素??ＭＯＦｓ中的无机金属元素包括过渡金属、镧系金属、碱土金属、碱金属及混合金属??等（图１．６），其中以过渡金属最为常见如Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、ＮＰ、Ｆｅ２＋、Ｃｏ２＋等［１Ｑ３＿１Ｗ］。这是因??为过渡金属离子具有较多的空轨道，易于与有机配体配位。ＭＯＦｓ结构受....

图１．７?ＭＯＦｓ中的催化活性位点??Ｆｉｇ．?１．７?Ａｃｔｉｖｅ?ｓｉｔｅｓ?ｉｎ?ＭＯＦｓ??

收利用性的优点，具有传统催化材料无法比拟的优势。在过去２０年中，ＭＯＦｓ材料在??催化领域取得了令人瞩目的进展。??ＭＯＦｓ催化根据活性位点不同主要分为三种［１（）１］，如图１．７所示：①无机金属??中心催化；②有机配体催化；③ＭＯＦｓ功能化修饰催化，通过在金属簇、有机配??体或....

图１．８?ＭＩＬ－１００系列及ＭＩＬ－１０１系列ＭＯＦｓ中通过加热脱水形成不饱和配位金属位点??

收利用性的优点，具有传统催化材料无法比拟的优势。在过去２０年中，ＭＯＦｓ材料在??催化领域取得了令人瞩目的进展。??ＭＯＦｓ催化根据活性位点不同主要分为三种［１（）１］，如图１．７所示：①无机金属??中心催化；②有机配体催化；③ＭＯＦｓ功能化修饰催化，通过在金属簇、有机配??体或....

本文编号：3980116