多孔陶瓷负载铁基氧化物的制备及在固定床反应器中的应用
发布时间：2021-03-08 11:41
作为一类重要的抗生素,四环素广泛在人类和畜牧业医疗中应用,盐酸四环素废水及其生产加工代谢降解产物具有高色度、酸性、生物毒性等有机污水处理中的难点痛点,是污水治理领域的难题,也是目前国内外研究的热点。光化学氧化,催化湿式均相氧化,声化学氧化,O3氧化,电化学氧化和Fenton氧化等高级氧化工艺（AOPs）已被广泛应用并开发用于有机污染物的直接矿化或前处理改善有机污染物的生物降解性,其中行之有效且广为学界研究的光芬顿技术。本文针对TiO2-Fe3O4的多孔陶瓷毡负载型催化剂考察了载体类型、前驱物比例和负载量对催化剂活性的影响,优化了负载型催化剂的制备工艺,催化剂最佳的制备条件为:以多孔陶瓷毡为载体,Fe3O4与TiO2摩尔比为5:1,且Ti-Fe3O4的投加量为0.5 g/L时,催化剂的活性最佳。通过XPS、XRD、SEM和EDS等手段对所得的负载型催化剂进行了表征,TiO2
【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】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光芬顿法的反应机理图
第1章绪论7挑战。本文旨在制备一种Fe3O4负载于多孔陶瓷的光芬顿催化剂，通过表征探究其催化氧化性质与其他微观性质。以模拟四环素废水作为目标污染物，设计一种连续流固定床反应器，测定该反应器的各项运行参数，确定最佳参数，为今后光芬顿技术的实际应用提供理论支持。1.5.2研究的主要内容及技术路线本文围绕图1-2的技术路线及主要研究内容如下。图1-2本论文的技术路线图Fig.1-2Schematicdiagramoftheresearchcontentinthepaper主要研究内容：1.以多孔陶瓷毡为载体，设计制备了高效的TiO2-Fe3O4/多孔陶瓷复合催化剂，并采用了XPS、XRD、SEM和EDS等手段进行了表征。以盐酸四环素模拟废水为处理对象，根据四环素降解效率，对材料的配比等制备条件进行了优化。2.从光芬顿体系在抗生素废水处理的实际应用角度出发，TiO2-Fe3O4/多孔陶瓷复合催化剂的基础上，设计开发了新型的连续流固定床光芬顿反应器，对HRT、酸碱度、双氧水量、污染物浓度和光源辐照强度等影响反应效果的因素进行研究并得出最佳的四环素废水处理条件，并对连续流固定床光芬顿反应器的稳定性进行了评估。
第2章实验材料与分析方法112.4光芬顿实验设计与分析方法2.4.1光芬顿烧杯实验设计图2-1显示了在光Fenton烧杯中模拟四环素废水降解的反应装置。10w的紫外灯管作为光源，50mg/L四环素为目标污染物。Fenton的光反应过程如下：在500mL烧杯中称取一定量粉碎的TiO2-Fe3O4/多孔陶瓷催化剂，然后加入500mL浓度为50mg/L的四环素盐酸盐溶液并插入UV灯在烧杯中心，结合用NaOH或H2SO4溶液调节溶液的pH值，之后启动磁力搅拌器（速度1000rmin-1）搅拌均匀和同时启动紫外线灯，最后添加一定量双氧水并开始计时。以特定间隔采集样品，并用0.45μm过滤器过滤，以使用分光光度计测量样品在356nm波长处的吸光度。图2-1光芬顿反应装置Figure2-1Thereactionequipmentofphoto-FentonfortreatmentofTCs2.4.2固定床光芬顿反应器的建立图2-2显示了连续流动开发的固定床光学Fenton反应器的一般结构。反应器主体的材料是有机玻璃。它在径向上分为五个区域。下层和上层分别是进水区和出水区。中心是三个主要反应区域。每个反应区都被填充有Fe3O4的多孔陶瓷隔开。光源使用10w紫外线灯作为光源，并在下部安装曝气器。从反应器底部进入反应器后，气流与溶液完全混合。气流被用作驱动力以向上推动水流，进入水反应区。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe3O4@生物炭磁性材料光-类Fenton降解水中盐酸四环素[J]. 林鑫辰,于晓丹,肖成龙,林森,冯威. 环境科学与技术. 2019(05)
[2]废水处理光催化反应器的发展[J]. 刘秀华,傅依备. 工业水处理. 2004(12)
博士论文
[1]半导体/异相芬顿复合催化材料的构建及其光催化性能的研究[D]. 徐天缘.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2017
本文编号：3070991
【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】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光芬顿法的反应机理图
第1章绪论7挑战。本文旨在制备一种Fe3O4负载于多孔陶瓷的光芬顿催化剂，通过表征探究其催化氧化性质与其他微观性质。以模拟四环素废水作为目标污染物，设计一种连续流固定床反应器，测定该反应器的各项运行参数，确定最佳参数，为今后光芬顿技术的实际应用提供理论支持。1.5.2研究的主要内容及技术路线本文围绕图1-2的技术路线及主要研究内容如下。图1-2本论文的技术路线图Fig.1-2Schematicdiagramoftheresearchcontentinthepaper主要研究内容：1.以多孔陶瓷毡为载体，设计制备了高效的TiO2-Fe3O4/多孔陶瓷复合催化剂，并采用了XPS、XRD、SEM和EDS等手段进行了表征。以盐酸四环素模拟废水为处理对象，根据四环素降解效率，对材料的配比等制备条件进行了优化。2.从光芬顿体系在抗生素废水处理的实际应用角度出发，TiO2-Fe3O4/多孔陶瓷复合催化剂的基础上，设计开发了新型的连续流固定床光芬顿反应器，对HRT、酸碱度、双氧水量、污染物浓度和光源辐照强度等影响反应效果的因素进行研究并得出最佳的四环素废水处理条件，并对连续流固定床光芬顿反应器的稳定性进行了评估。
第2章实验材料与分析方法112.4光芬顿实验设计与分析方法2.4.1光芬顿烧杯实验设计图2-1显示了在光Fenton烧杯中模拟四环素废水降解的反应装置。10w的紫外灯管作为光源，50mg/L四环素为目标污染物。Fenton的光反应过程如下：在500mL烧杯中称取一定量粉碎的TiO2-Fe3O4/多孔陶瓷催化剂，然后加入500mL浓度为50mg/L的四环素盐酸盐溶液并插入UV灯在烧杯中心，结合用NaOH或H2SO4溶液调节溶液的pH值，之后启动磁力搅拌器（速度1000rmin-1）搅拌均匀和同时启动紫外线灯，最后添加一定量双氧水并开始计时。以特定间隔采集样品，并用0.45μm过滤器过滤，以使用分光光度计测量样品在356nm波长处的吸光度。图2-1光芬顿反应装置Figure2-1Thereactionequipmentofphoto-FentonfortreatmentofTCs2.4.2固定床光芬顿反应器的建立图2-2显示了连续流动开发的固定床光学Fenton反应器的一般结构。反应器主体的材料是有机玻璃。它在径向上分为五个区域。下层和上层分别是进水区和出水区。中心是三个主要反应区域。每个反应区都被填充有Fe3O4的多孔陶瓷隔开。光源使用10w紫外线灯作为光源，并在下部安装曝气器。从反应器底部进入反应器后，气流与溶液完全混合。气流被用作驱动力以向上推动水流，进入水反应区。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe3O4@生物炭磁性材料光-类Fenton降解水中盐酸四环素[J]. 林鑫辰,于晓丹,肖成龙,林森,冯威. 环境科学与技术. 2019(05)
[2]废水处理光催化反应器的发展[J]. 刘秀华,傅依备. 工业水处理. 2004(12)
博士论文
[1]半导体/异相芬顿复合催化材料的构建及其光催化性能的研究[D]. 徐天缘.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2017
本文编号：3070991
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3070991.html
