CoFe 2 O 4 /AA协同活化过硫酸盐处理苯酚废水的研究
发布时间：2020-12-26 04:47
随着我国工业技术的快速发展,苯酚（Ph）已成为工业废水中较为常见的有毒有机污染物。因此,研发一种高效且价格低廉的含酚废水处理方法迫在眉睫。新型高级氧化技术中,由于硫酸根自由基具有较强的氧化性,在污水处理领域中逐渐成为关注热点。过硫酸盐(PDS,S2O82-)通过利用过渡金属离子、加热等方法,被激活产生具有强氧化性的硫酸根自由基（SO4-?）,能够降解大部分有机污染物。其中Fe2+/PDS体系应用较为广泛,但仍然存在一些尚待解决的问题:（1）体系仅在酸性条件下活性较高,其pH应用范围受到限制;（2）均相体系中催化剂难于分离回收;（3）Fe2+易被氧化生成沉淀导致催化剂利用率不高。针对上述问题,本文制备了磁性纳米铁酸钴（CoFe2O4）作为PDS的固体活化剂,并在体系中引入抗坏血酸（AA）,提出CoFe2O4/AA/PDS新型体系。通过系列表征手段及苯...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
过二硫酸根结构简式
第2章实验材料、装置与方法142.2.1.2CoFe2O4/AA/PDS降解苯酚实验图2.1实验装置图Figure2.1ExperimentalsetupCoFe2O4/AA/PDS降解苯酚系列实验在250mL烧杯中进行（见图2.1）。具体实验操作流程如下：（1）将苯酚储备液稀释至一定浓度，总体积为100mL，置于烧杯中；（2）启动电动搅拌器，转速为200r/min，充分均匀搅拌，于数分钟后测定此时苯酚初始浓度；（3）向烧杯中加入定量的CoFe2O4、已稀释为相应浓度的AA储备液和过硫酸盐储备液，开始计时；（4）定时取样并测定苯酚浓度。2.2.1.3溶出金属离子苯酚降解实验溶出金属离子苯酚降解实验操作如下：称取等量催化剂放入事先配置好的苯酚溶液中，充分搅拌4h后用磁铁将固体催化剂回收，保留上清液备用。向保留的上清液中加入定量浓度的PDS溶液和AA溶液，计时开始，每隔一定时间测定溶液中苯酚浓度。2.2.1.4循环利用实验催化剂清洗、分离过程如下：每次循环反应后，将催化剂浸没在适量超纯水中边搅拌边超声进行清洗，然后静置磁分离，测定上清液中苯酚浓度，重复清洗几次直至上清液中检测不到苯酚污染物，之后将磁分离后的催化剂60oC真空干燥处理，最后经研磨进入下一次循环反应过程。
第3章CoFe2O4/AA活化PDS氧化降解苯酚体系的探究18析结果见图3.1。从XRD图谱中可以看出，在衍射角2θ分别为18.288°、30.084°、35.437°、37.057°、43.058°、53.445°、56.973°、62.585°、74.009°、75.009°处，黑色粉末的衍射峰，分别与尖晶石型CoFe2O4的（111）、（220）、（400）、（422）、（511）、（440）、（620）和（533）晶面特征峰（JCPDS:22-1086）完全对应，表明成功制备了CoFe2O4催化剂。3.1.2元素组成分析为了分析所制备催化剂样品中元素成分，本节将1.00g催化剂溶于6.00mol/L浓盐酸中充分溶解并采用原子吸收分光光度法测定了其中Fe和Co离子浓度。经测定发现此样品中Co与Fe的摩尔比为1：1.9，这与方案中所投加的Co2+和Fe3+二者摩尔比为1:2基本相似，也和CoFe2O4成分的元素比基本吻合。这表明所制备催化剂中CoFe2O4成分较高。3.1.3SEM表征分析图3.2CoFe2O4的SEM图谱Figure3.2SEMspectrumofCoFe2O4为分析所制备样品表面形貌特征，本节对焙烧后黑色粉末进行了SEM图谱表征。结果见图3.2。从图3.2（a）可以看出，纳米颗粒有轻微团聚现象，颗粒之间孔结构较少，预测吸附作用不明显。由图3.2（b）可以看出纳米颗粒为椭球状，粒径均在30.00nm-59.80nm之间。3.1.4BET分析为探究CoFe2O4的比表面积和平均孔径，本节通过氮气吸脱附测试得到
本文编号：2939065
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
过二硫酸根结构简式
第2章实验材料、装置与方法142.2.1.2CoFe2O4/AA/PDS降解苯酚实验图2.1实验装置图Figure2.1ExperimentalsetupCoFe2O4/AA/PDS降解苯酚系列实验在250mL烧杯中进行（见图2.1）。具体实验操作流程如下：（1）将苯酚储备液稀释至一定浓度，总体积为100mL，置于烧杯中；（2）启动电动搅拌器，转速为200r/min，充分均匀搅拌，于数分钟后测定此时苯酚初始浓度；（3）向烧杯中加入定量的CoFe2O4、已稀释为相应浓度的AA储备液和过硫酸盐储备液，开始计时；（4）定时取样并测定苯酚浓度。2.2.1.3溶出金属离子苯酚降解实验溶出金属离子苯酚降解实验操作如下：称取等量催化剂放入事先配置好的苯酚溶液中，充分搅拌4h后用磁铁将固体催化剂回收，保留上清液备用。向保留的上清液中加入定量浓度的PDS溶液和AA溶液，计时开始，每隔一定时间测定溶液中苯酚浓度。2.2.1.4循环利用实验催化剂清洗、分离过程如下：每次循环反应后，将催化剂浸没在适量超纯水中边搅拌边超声进行清洗，然后静置磁分离，测定上清液中苯酚浓度，重复清洗几次直至上清液中检测不到苯酚污染物，之后将磁分离后的催化剂60oC真空干燥处理，最后经研磨进入下一次循环反应过程。
第3章CoFe2O4/AA活化PDS氧化降解苯酚体系的探究18析结果见图3.1。从XRD图谱中可以看出，在衍射角2θ分别为18.288°、30.084°、35.437°、37.057°、43.058°、53.445°、56.973°、62.585°、74.009°、75.009°处，黑色粉末的衍射峰，分别与尖晶石型CoFe2O4的（111）、（220）、（400）、（422）、（511）、（440）、（620）和（533）晶面特征峰（JCPDS:22-1086）完全对应，表明成功制备了CoFe2O4催化剂。3.1.2元素组成分析为了分析所制备催化剂样品中元素成分，本节将1.00g催化剂溶于6.00mol/L浓盐酸中充分溶解并采用原子吸收分光光度法测定了其中Fe和Co离子浓度。经测定发现此样品中Co与Fe的摩尔比为1：1.9，这与方案中所投加的Co2+和Fe3+二者摩尔比为1:2基本相似，也和CoFe2O4成分的元素比基本吻合。这表明所制备催化剂中CoFe2O4成分较高。3.1.3SEM表征分析图3.2CoFe2O4的SEM图谱Figure3.2SEMspectrumofCoFe2O4为分析所制备样品表面形貌特征，本节对焙烧后黑色粉末进行了SEM图谱表征。结果见图3.2。从图3.2（a）可以看出，纳米颗粒有轻微团聚现象，颗粒之间孔结构较少，预测吸附作用不明显。由图3.2（b）可以看出纳米颗粒为椭球状，粒径均在30.00nm-59.80nm之间。3.1.4BET分析为探究CoFe2O4的比表面积和平均孔径，本节通过氮气吸脱附测试得到
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