硅质壳掺杂Ce/Fe氧化物活化过硫酸钾光催化降解刚果红
发布时间：2021-12-31 11:40
光催化技术能够将光能转化为化学能,从而实现对有机污染物的降解,在废水处理领域备受关注。但仍存在光催化剂光响应差、光生电子空穴对复合率高、光腐蚀严重等不足。因此,开发高活性、高稳定性的光催化剂,构建更高效的光催化反应体系是提高光催化降解效率的关键。本文利用硅质壳的多孔网状结构,将其与CeO2掺杂,制备Shell-Ce材料,构建Shell-Ce/UV体系对刚果红进行光催化降解,实验结果表明,当刚果红浓度为10 mg/L,Shell-Ce投加量为0.7 g/L,初始pH为4时,反应90 min后,刚果红的脱色率为97%,矿化率为52%,催化剂循环使用5次后脱色率仍在85%以上。自由基掩蔽实验确定体系中活性自由基的作用大小为h+>·O2->·OH。在此体系中,Shell-Ce被光照激发产生e-和h+,与材料表面的O2、H2O和OH-发生反应,产生·O2-<...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化机理图
燕山大学工学硕士学位论文-12-2.2.4刚果红浓度的测定刚果红作为一种指示剂具有明显的变色范围。图2-1为不同pH对刚果红最大吸收波长的影响。当pH<5.2时，刚果红溶液表现为蓝紫色，此时刚果红的最大吸收波长在563nm处；当pH>5.2时，刚果红溶液表现为橙红色，此时刚果红的最大吸收波长在498nm处。所以在测定样品的吸光度时，需要根据样品的酸碱度确定最大吸收波长。图2-1不同pH对刚果红最大吸收波长的影响通过可见分光光度法可以测定溶液中刚果红染料的浓度。在不同浓度下刚果红染料的吸光度值与其浓度符合朗伯比尔定律，即其吸光度与浓度呈线性关系。根据绘制的标准曲线方程和测定的染料吸光度值，计算出刚果红染料浓度。配制浓度分别为5mg/L，10mg/L，15mg/L，20mg/L，25mg/L，30mg/L的刚果红溶液，根据刚果红酸碱度的不同，使用可见分光光度计在498nm和563nm波长下分别测定其吸光度值，并以浓度对吸光度作图，绘制刚果红浓度的标准曲线，如图2-2所示。式2-1为刚果红溶液pH<5.2时的标准曲线方程；式2-2为刚果红溶液pH>5.2时的标准曲线方程。Y=0.022991X0.00242R2=0.999（2-1）Y=0.04524X+0.0118R2=0.999（2-2）
第2章Shell-Ce的制备及光催化降解刚果红-13-式中Y—刚果红的吸光度X—刚果红浓度（mg/L）R2—线性回归系数根据实验过程中测得的刚果红吸光度值，由标准曲线计算出刚果红浓度，其脱色率可按下式计算：η=C0-CtC0×100（2-3）式中η—刚果红脱色率（%）C0—刚果红初始浓度（mg/L）Ct—t时刻刚果红浓度（mg/L）图2-2刚果红标准曲线2.2.5中肋骨条藻的培养与硅质壳的提取中肋骨条藻的培养：取一定量的中肋骨条藻藻液，根据20%的接种比例接入到灭菌、冷却后的海水容器中，按比例加入f/2营养盐，在恒温20℃、光照强度为5000Lux，光照和光暗周期为12h:12h的光照培养箱中进行培养。定期对其进行晃动，培养1~2周后取出藻液备用，并将处于对数生长期的中肋骨条藻藻液再次进行接种。硅质壳的提取：将培养的藻液离心浓缩，在浓缩的藻液中以1:10的比例加入质量分数为10%的盐酸，在恒温水浴锅中以90℃加热搅拌1h，然后将酸洗后的藻液冷却并用去离子水洗至中性。此过程能够去除藻液中的有机质、可溶性金属盐、金
【参考文献】：
期刊论文
[1]絮凝剂在印染废水处理中的研究与应用进展[J]. 曹强. 价值工程. 2018(34)
[2]紫外活化过硫酸盐对甲基橙脱色处理实验研究[J]. 徐朋飞,郭怡秦,王光辉,王学刚,李鹏. 环境工程. 2017(11)
博士论文
[1]二氧化铈基复合可见光催化材料的制备及其去除水中有机污染物的研究[D]. 温小菊.湖南大学 2018
[2]非均相类-Fenton体系和活化过硫酸盐体系氧化降解2,4-二氯苯氧乙酸[D]. 陈海.中国地质大学(北京) 2017
[3]过渡金属的非均相材料活化PS降解水体中有机污染物的研究[D]. 林学明.华南理工大学 2017
[4]基于Fe/Co基催化剂的PS高级氧化体系降解水中典型有机污染物的研究[D]. 李欢旋.华南理工大学 2017
[5]基于羟基自由基（HO·）和硫酸根自由基(SO4·-)的高级氧化技术的研究[D]. 吴彦霖.复旦大学 2014
硕士论文
[1]生物炭负载纳米零价铁镍激活过硫酸盐降解诺氟沙星废水[D]. 梁宇坤.太原理工大学 2019
[2]形貌和粒径对纳米CeO2吸附和光催化性能的影响[D]. 冯雅楠.太原理工大学 2019
[3]铁锰双金属催化剂活化过硫酸盐去除水中偶氮染料和双酚A的研究[D]. 董正玉.华侨大学 2019
[4]铁氧化物催化剂制备及其活化过硫酸盐降解环丙沙星研究[D]. 葛珉.扬州大学 2018
[5]过硫酸盐的不同活化体系对难降解有机污染物的降解及机理研究[D]. 王飞鸽.合肥工业大学 2018
[6]Mn3O4-CeO2/三维石墨烯催化过硫酸盐氧化降解金橙Ⅱ的研究[D]. 任庆军.辽宁科技大学 2018
[7]磁性纳米催化剂制备及其催化芬顿氧化降解染料性能研究[D]. 李宗泽.河北科技大学 2017
[8]钴铁镍三元水滑石催化PMS降解刚果红和罗丹明B的研究[D]. 曾寒轩.湖南大学 2017
[9]改性硅藻土去除水中重金属和磷酸盐的研究[D]. 陈健.济南大学 2017
[10]MgZnCr-TiO2类水滑石复合可见光催化剂对刚果红的吸附降解研究[D]. 马驰.湖南大学 2017
本文编号：3560189
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化机理图
燕山大学工学硕士学位论文-12-2.2.4刚果红浓度的测定刚果红作为一种指示剂具有明显的变色范围。图2-1为不同pH对刚果红最大吸收波长的影响。当pH<5.2时，刚果红溶液表现为蓝紫色，此时刚果红的最大吸收波长在563nm处；当pH>5.2时，刚果红溶液表现为橙红色，此时刚果红的最大吸收波长在498nm处。所以在测定样品的吸光度时，需要根据样品的酸碱度确定最大吸收波长。图2-1不同pH对刚果红最大吸收波长的影响通过可见分光光度法可以测定溶液中刚果红染料的浓度。在不同浓度下刚果红染料的吸光度值与其浓度符合朗伯比尔定律，即其吸光度与浓度呈线性关系。根据绘制的标准曲线方程和测定的染料吸光度值，计算出刚果红染料浓度。配制浓度分别为5mg/L，10mg/L，15mg/L，20mg/L，25mg/L，30mg/L的刚果红溶液，根据刚果红酸碱度的不同，使用可见分光光度计在498nm和563nm波长下分别测定其吸光度值，并以浓度对吸光度作图，绘制刚果红浓度的标准曲线，如图2-2所示。式2-1为刚果红溶液pH<5.2时的标准曲线方程；式2-2为刚果红溶液pH>5.2时的标准曲线方程。Y=0.022991X0.00242R2=0.999（2-1）Y=0.04524X+0.0118R2=0.999（2-2）
第2章Shell-Ce的制备及光催化降解刚果红-13-式中Y—刚果红的吸光度X—刚果红浓度（mg/L）R2—线性回归系数根据实验过程中测得的刚果红吸光度值，由标准曲线计算出刚果红浓度，其脱色率可按下式计算：η=C0-CtC0×100（2-3）式中η—刚果红脱色率（%）C0—刚果红初始浓度（mg/L）Ct—t时刻刚果红浓度（mg/L）图2-2刚果红标准曲线2.2.5中肋骨条藻的培养与硅质壳的提取中肋骨条藻的培养：取一定量的中肋骨条藻藻液，根据20%的接种比例接入到灭菌、冷却后的海水容器中，按比例加入f/2营养盐，在恒温20℃、光照强度为5000Lux，光照和光暗周期为12h:12h的光照培养箱中进行培养。定期对其进行晃动，培养1~2周后取出藻液备用，并将处于对数生长期的中肋骨条藻藻液再次进行接种。硅质壳的提取：将培养的藻液离心浓缩，在浓缩的藻液中以1:10的比例加入质量分数为10%的盐酸，在恒温水浴锅中以90℃加热搅拌1h，然后将酸洗后的藻液冷却并用去离子水洗至中性。此过程能够去除藻液中的有机质、可溶性金属盐、金
【参考文献】：
期刊论文
[1]絮凝剂在印染废水处理中的研究与应用进展[J]. 曹强. 价值工程. 2018(34)
[2]紫外活化过硫酸盐对甲基橙脱色处理实验研究[J]. 徐朋飞,郭怡秦,王光辉,王学刚,李鹏. 环境工程. 2017(11)
博士论文
[1]二氧化铈基复合可见光催化材料的制备及其去除水中有机污染物的研究[D]. 温小菊.湖南大学 2018
[2]非均相类-Fenton体系和活化过硫酸盐体系氧化降解2,4-二氯苯氧乙酸[D]. 陈海.中国地质大学(北京) 2017
[3]过渡金属的非均相材料活化PS降解水体中有机污染物的研究[D]. 林学明.华南理工大学 2017
[4]基于Fe/Co基催化剂的PS高级氧化体系降解水中典型有机污染物的研究[D]. 李欢旋.华南理工大学 2017
[5]基于羟基自由基（HO·）和硫酸根自由基(SO4·-)的高级氧化技术的研究[D]. 吴彦霖.复旦大学 2014
硕士论文
[1]生物炭负载纳米零价铁镍激活过硫酸盐降解诺氟沙星废水[D]. 梁宇坤.太原理工大学 2019
[2]形貌和粒径对纳米CeO2吸附和光催化性能的影响[D]. 冯雅楠.太原理工大学 2019
[3]铁锰双金属催化剂活化过硫酸盐去除水中偶氮染料和双酚A的研究[D]. 董正玉.华侨大学 2019
[4]铁氧化物催化剂制备及其活化过硫酸盐降解环丙沙星研究[D]. 葛珉.扬州大学 2018
[5]过硫酸盐的不同活化体系对难降解有机污染物的降解及机理研究[D]. 王飞鸽.合肥工业大学 2018
[6]Mn3O4-CeO2/三维石墨烯催化过硫酸盐氧化降解金橙Ⅱ的研究[D]. 任庆军.辽宁科技大学 2018
[7]磁性纳米催化剂制备及其催化芬顿氧化降解染料性能研究[D]. 李宗泽.河北科技大学 2017
[8]钴铁镍三元水滑石催化PMS降解刚果红和罗丹明B的研究[D]. 曾寒轩.湖南大学 2017
[9]改性硅藻土去除水中重金属和磷酸盐的研究[D]. 陈健.济南大学 2017
[10]MgZnCr-TiO2类水滑石复合可见光催化剂对刚果红的吸附降解研究[D]. 马驰.湖南大学 2017
本文编号：3560189
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