类铁基复合氧化物催化芬顿氧化水中有机染料的研究

发布时间：2017-06-16 16:04

  本文关键词：类铁基复合氧化物催化芬顿氧化水中有机染料的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：芬顿技术在污水处理领域研究较多(可作为预处理、中间处理和后处理),是一种处理范围较广、效率较高的污水处理技术。该反应具有氧化性强、操作简单、反应条件温和等特点在催化降解染料等有机污染物方面具有独特优势。但是传统芬顿反应还存在p H适应范围窄、易产生二次污染等问题,这限制了其进一步的应用。因此,在环境催化领域,开发p H适应范围广的类芬顿催化材料一直是活跃而极具挑战性的研究课题。本文较为系统的研究了Fe Co_2O_4-S和Fe/Ce O_2两种纳米材料的制备、结构特性及对水中污染物的催化降解性能。研究内容和结论主要分为以下三个方面:(1)十二烷基磺酸钠改性铁钴复合金属氧化物的制备及其催化性能本章通过简单的共沉淀方法制备的钴酸铁多相催化剂,研究了十二烷基磺酸钠(SDS)对钴酸铁(Fe Co_2O_4)的结构、表面电荷、电子转移能力以及催化活性的影响。十二烷基磺酸钠改性钴酸铁催化剂(Fe Co_2O_4-S)比Fe Co_2O_4在催化降解亚甲基蓝(MB)溶液时表现出了更高的催化活性,可归因于其更高效的电子转移能力。SDS加快了催化剂表面三价铁(Fe~(3+))被过氧化氢(H_2O_2)和超氧自由基?O_2-还原成二价铁(Fe~(2+))的反应,Fe Co_2O_4-S催化剂表面高密度的Fe~(2+)又促进H_2O_2分解为羟基自由基(?OH),从而实现对MB的高效降解。此外,SDS提高了催化剂对MB的吸附能力。有利于表面产生的?OH和吸附的MB之间的反应。(2)铁掺杂介孔氧化铈的制备及其催化性能本章通过简单的共沉淀的方法制备了铁掺杂氧化铈的催化剂,并研究了它对MB有机溶液的催化氧化能力。结果表明铁掺杂到了氧化铈的结构中,改变了催化剂的催化性能,提高了对MB降解的能力,?O_2-是降解MB的主要活性物种。铁掺杂氧化铈1%的催化剂相较其他比例的催化剂的降解效果要好,在p H中性条件下具有最好的催化活性(3)Fe Co_2O_4 S对不同污染物催化降解的研究本章探究了催化剂Fe Co_2O_4-S对有机污染物的催化降解,选取了三种常见的有机染料分别是萘酚蓝黑、罗丹明、甲基橙作为催化目标。结果表明,催化剂对三种污染物都有一定程度的降解。以萘酚蓝黑降解效果最佳,作为代表,探究在降解过程中p H、温度、H_2O_2浓度、阴阳离子对结果得影响。结果表明,反应的最佳条件为p H=6.5、温度为40°C、15 m L H_2O_2,添加阴阳离子都能不同程度的促进反应的进行。
【关键词】：催化降解 类芬顿催化剂 有机污染物 机理
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O643.36
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 我国水污染的现状10
• 1.2 水中有机污染物的治理方法10-11
• 1.3 芬顿技术在水污染控制中的应用11-12
• 1.4 均相芬顿氧化技术12-13
• 1.5 非均相芬顿氧化技术13-17
• 1.5.1 非均相芬顿催化剂的反应机理13-14
• 1.5.2 非均相芬顿催化剂的研究现状14-17
• 1.5.2.1 非负载型催化剂14-16
• 1.5.2.2 负载型催化剂16-17
• 1.6 本论文研究内容17-18
• 第二章 十二烷基磺酸钠改性铁钴复合金属氧化物的制备及其催化性能18-30
• 2.1 引言18-19
• 2.2 实验部分19-20
• 2.2.1 实验试剂及设备19
• 2.2.2 材料的制备19-20
• 2.2.3 催化剂催化降解亚甲基蓝20
• 2.2.4 材料的性能20
• 2.3 结果与讨论20-28
• 2.3.1 材料的表征20-24
• 2.3.2 催化氧化亚甲基蓝24-26
• 2.3.3 反应机理26-28
• 2.4 小结28-30
• 第三章 铁掺杂氧化铈的制备及其催化性能30-39
• 3.1 引言30
• 3.2 实验部分30-31
• 3.2.1 实验试剂和设备30-31
• 3.2.2 材料的制备31
• 3.2.3 材料的表征31
• 3.3 结果与讨论31-37
• 3.3.1 材料的表征31-35
• 3.3.2 材料催化氧化亚甲基蓝35-36
• 3.3.3 反应机理36-37
• 3.4 小结37-39
• 第四章 FeCo_2O_4 S对不同污染物催化降解的研究39-45
• 4.1 引言39-40
• 4.1.2 材料的制备39
• 4.1.3 实验操作39-40
• 4.3 结果与讨论40-44
• 4.3.1 对不同污染物催化降解的性能40-44
• 4.4 小结44-45
• 第五章 结论45-46
• 参考文献46-59
• 致谢59-60
• 硕士期间取得的成果60

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