碳钴复合多孔催化剂活化单过硫酸盐降解水中有机污染物的性能及机理

发布时间：2024-05-16 23:30

　　单过硫酸盐(PMS)是一种新兴的绿色氧化剂,具有适应p H范围广和易存储运输等特点,因而在高级氧化领域受到广泛的关注。相比于均相催化剂,碳钴复合催化剂在保持了活化单过硫酸盐高活性的同时,具备更易回收、更加环境友好的特性,在有机污染物控制领域具有广阔的应用前景。为进一步开发碳钴复合多孔催化剂的应用潜力,有必要对其构效关系进行深入的研究。本文介绍了单过硫酸盐活化的方法,重点评述了不同催化剂在活化单过硫酸盐降解有机污染物方面的研究进展。针对常用的碳钴复合催化剂活性容易受到环境中共存物质抑制的问题,制备了基于自由基机制的CoFe₂O₄/石墨烯复合气凝胶和基于非自由基机制的磁性氮掺杂多孔碳两种多孔碳钴复合催化剂,通过扫描电镜、比表面积分析、X射线衍射、X射线光电子能谱等方法对材料的形貌、结构和组成进行表征,研究了催化剂活化单过硫酸盐降解有机污染物的催化动力学,重点探讨了其反应机理和构效关系。研究结果为新型碳钴复合催化剂的设计和开发以及相关的机理研究提供了技术支持和理论依据。本文的主要创新点及研究结论如下:(1)利用石墨烯气凝胶作为CoFe_2<...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1过硫酸氢钾复盐的分子结构[2]

浙江大学硕士学位论文：碳钴复合多孔催化剂活化单过硫酸盐降解水中有机污染物的性能及机理2盐降解有机污染物方面的研究进展。基于不同催化剂在实际应用中存在的科学问题，提出了本论文的研究思路及研究内容。图1.1过硫酸氢钾复盐的分子结构[2]Figure1.1Themolecularstr....

图1.2单过硫酸盐通过电子传递活化机理示意图[2]

第一章单过硫酸盐催化氧化去除水中有机污染物的研究进展3方式如式（1.1-1.3）所示。5→4+（1.1）4+2→42+++（1.2）2→+（1.3）超声波（US）同样是激活单过硫酸盐的有效方式[26]。已有研究证实频率在20–1000kHz范围内的超声波会产生空化现象，产生具有高....

图1.3α-Co(OH)2-rGO的合成路线[32]

浙江大学硕士学位论文：碳钴复合多孔催化剂活化单过硫酸盐降解水中有机污染物的性能及机理4另一种可能的机制归因于酚的醌中间体的作用，例如苯醌的存在会加速PMS的分解，形成单线态氧，如式（1.5）所示[29]，单线态氧进而进攻污染物。Qi等人[31]报道了在碱性环境下，单独的PMS可以....

图1.4钴浸渍生物炭的合成路线[34]

第一章单过硫酸盐催化氧化去除水中有机污染物的研究进展5（2）高温热解法高温热解法是指利用高温处理，通过合适的前体获得催化剂的方法，保护气体种类、反应温度等反应参数对材料合成具有很大影响。以碳钴复合催化剂为例，反应温度的影响可归因于两方面，一方面是温度对碳材料的影响，例如生物炭的最....

本文编号：3975065