氨化活性炭纤维及纳米Fe 3 O 4 催化臭氧化降解水中污染物的研究
发布时间：2025-03-20 03:11
臭氧催化氧化技术作为水处理高级氧化技术的重要组成,经常被用来降解处理化学结构复杂、难以被生物降解的有机污染物。其中,催化剂的作用尤为明显。本文制备了氨化活性炭纤维催化剂和磁性纳米Fe304催化剂,进行催化臭氧化硝基苯的实验,考察了两种催化剂对硝基苯废水的催化降解并对反应的影响因素及机理进行了探讨。主要研究工作如下:1、以氨水水热法表面改性活性碳纤维炭(ACF)为催化剂,通过催化臭氧化降解水中硝基苯来对其活性进行评价。采用X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)及红外(FT-IIR)光谱仪分析研究了氨化后活性炭纤维结构和性质的改变,考察了氨化处理温度、反应pH、循环使用等影响因素。用叔丁醇来研究活性炭纤维催化臭氧化反应的机理。结果表明:活性炭纤维的比表面积与水热温度成反比。氨化处理后活性炭纤维表面酸性基团数目明显下降,pHpzc值升高。氨化处理后的ACF较单独臭氧降解硝基苯有明显的提高,同时,氨化处理导致了 ACF内部碳原子的重排。相同条件下,高pH反应液有利于反应的进行。在三种不同pH条件下,120℃水热处理生成的活性炭纤维对硝基苯的催化降解效率均是最高的,反应30min后,其去除率...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
第二章 文献综述
2.1 我国水问题概况
2.1.1 水量问题
2.1.2 水质问题
2.2 硝基苯废水概况
2.2.1 硝基苯废水理化性质
2.2.2 硝基苯废水来源
2.2.3 硝基苯废水危害
2.3 硝基苯废水处理研究
2.3.1 物理法
2.3.2 化学法
2.3.3 生物法
2.3.4 高级氧化法
2.4 臭氧水处理技术概述
2.5 臭氧化降解硝基苯现状
2.5.1 O3/H2O2法
2.5.2 O3/UV法
2.5.3 O3/US法
2.5.4 O3/催化剂法
2.6 磁性可分离催化剂废水处理技术
2.6.1 磁性特性
2.6.2 催化剂制备
2.7 论文研究内容及意义
2.7.1 研究内容
2.7.2 研究意义
第三章 实验与分析
3.1 实验材料与设备
3.1.1 实验药品
3.1.2 实验材料与设备
3.2 实验装置
3.3 催化剂的制备与表征
3.3.1 氨化活性炭纤维的制备
3.3.2 磁性纳米Fe3O4的制备
3.3.3 催化剂的表征
3.4 实验过程
3.4.1 碘量法标准溶液的配置与标定
3.4.2 实验准备
3.5 分析方法
3.5.1 臭氧(O3)浓度测定
3.5.2 催化剂表面羟基测定
3.5.3 硝基苯浓度测定
3.5.4 总有机碳(TOC)测定
第四章 实验结果与讨论
4.1 氨水水热法表面改性活性炭纤维催化臭氧化降解硝基苯
4.1.1 氨化活性炭纤维物理特性分析
4.1.2 氨化活性炭纤维表面官能团结果分析
4.1.3 氨化活性炭纤维红外光谱结果分析
4.1.4 氨化活性炭纤维XRD结果分析
4.1.5 臭氧催化活性比较
4.1.6 相关离子浓度变化
4.1.7 硝基苯初始浓度的影响
4.1.8 臭氧投加量的影响
4.1.9 活性炭纤维投加量的影响
4.1.10 氨化活性炭纤维作用机理的初步探讨
4.1.11 小结
4.2 磁性纳米Fe3O4催化臭氧化降解硝基苯
4.2.1 磁性纳米Fe3O4的XRD结果分析
4.2.2 磁性纳米Fe3O4臭氧催化能力活性比较
4.2.3 不同Fe2+/Fe3+摩尔比条件下的Fe3O4活性比较
4.2.4 初始浓度对硝基苯降解的影响
4.2.5 反应温度对硝基苯降解的影响
4.2.6 小结
第五章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
本文编号：4037290
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【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第一章 前言
第二章 文献综述
2.1 我国水问题概况
2.1.1 水量问题
2.1.2 水质问题
2.2 硝基苯废水概况
2.2.1 硝基苯废水理化性质
2.2.2 硝基苯废水来源
2.2.3 硝基苯废水危害
2.3 硝基苯废水处理研究
2.3.1 物理法
2.3.2 化学法
2.3.3 生物法
2.3.4 高级氧化法
2.4 臭氧水处理技术概述
2.5 臭氧化降解硝基苯现状
2.5.1 O3/H2O2法
2.5.2 O3/UV法
2.5.3 O3/US法
2.5.4 O3/催化剂法
2.6 磁性可分离催化剂废水处理技术
2.6.1 磁性特性
2.6.2 催化剂制备
2.7 论文研究内容及意义
2.7.1 研究内容
2.7.2 研究意义
第三章 实验与分析
3.1 实验材料与设备
3.1.1 实验药品
3.1.2 实验材料与设备
3.2 实验装置
3.3 催化剂的制备与表征
3.3.1 氨化活性炭纤维的制备
3.3.2 磁性纳米Fe3O4的制备
3.3.3 催化剂的表征
3.4 实验过程
3.4.1 碘量法标准溶液的配置与标定
3.4.2 实验准备
3.5 分析方法
3.5.1 臭氧(O3)浓度测定
3.5.2 催化剂表面羟基测定
3.5.3 硝基苯浓度测定
3.5.4 总有机碳(TOC)测定
第四章 实验结果与讨论
4.1 氨水水热法表面改性活性炭纤维催化臭氧化降解硝基苯
4.1.1 氨化活性炭纤维物理特性分析
4.1.2 氨化活性炭纤维表面官能团结果分析
4.1.3 氨化活性炭纤维红外光谱结果分析
4.1.4 氨化活性炭纤维XRD结果分析
4.1.5 臭氧催化活性比较
4.1.6 相关离子浓度变化
4.1.7 硝基苯初始浓度的影响
4.1.8 臭氧投加量的影响
4.1.9 活性炭纤维投加量的影响
4.1.10 氨化活性炭纤维作用机理的初步探讨
4.1.11 小结
4.2 磁性纳米Fe3O4催化臭氧化降解硝基苯
4.2.1 磁性纳米Fe3O4的XRD结果分析
4.2.2 磁性纳米Fe3O4臭氧催化能力活性比较
4.2.3 不同Fe2+/Fe3+摩尔比条件下的Fe3O4活性比较
4.2.4 初始浓度对硝基苯降解的影响
4.2.5 反应温度对硝基苯降解的影响
4.2.6 小结
第五章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
致谢
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本文编号：4037290
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