负载型γ-Al 2 O 3 催化臭氧氧化处理水中难降解有机物的基础研究

发布时间：2024-11-01 23:28

　　石油化工废水成分复杂,其中难降解有机污染物很难去除。催化臭氧氧化（Catalytic Ozonation Processes,COPs）是一种把低浓度难降解有机污染物去除的技术手段之一,并且被认为最具有工业化前景。本研究采用等体积浸渍法制备Cu、Fe、Mg、Mn、Ce负载的γ-Al₂O₃催化剂,选用硝基苯、苯甲酸、对硝基苯酚三种模拟污水作为处理对象,采用单因素变量法考察了催化剂的催化活性,并探索了Cu负载量及焙烧温度对催化活性的影响,以及Cu/γ-Al₂O₃在COP体系中的作用机理。结果表明在3.0 wt%Cu负载量和550℃焙烧温度下制备而成的Cu₃-550催化剂具备最高的催化活性。通过XRD、XRF、SEM-EDX、BET、XPS等表征分析对催化剂的表面结构、元素组成和比表面积进行了分析,所制备的催化剂比表面积大、负载均匀、有丰富的中孔结构,均有利于提高催化臭氧氧化反应速率。与商用催化剂相比,所制备催化剂的活性更优。在催化剂投加量0.4 g/L,臭氧通量4 mg/L,反应60...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 研究内容
    1.3 研究路线
第2章 文献综述
    2.1 石油化工废水处理方法
    2.2 催化臭氧氧化过程(COP)
        2.2.1 均相催化臭氧氧化
        2.2.2 非均相催化臭氧氧化
    2.3 COP催化剂的研究进展
        2.3.1 金属负载型催化剂
        2.3.2 金属氧化物催化剂
        2.3.3 催化剂的制备方法
    2.4 COP机理研究
        2.4.1 催化臭氧氧化机理
        2.4.2 溶液pH值对机理的影响
        2.4.3 ·OHs的引发、促进及抑制
        2.4.4 Me/γ-Al₂O₃的COP氧化机理
    2.5 研究展望
第3章 催化剂的制备与优选
    3.1 实验方法
        3.1.1 催化剂制备
        3.1.2 实验装置
        3.1.3 操作方法
        3.1.4 分析方法
        3.1.5 催化剂的优选
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 最佳臭氧通量
        3.2.2 载体的最佳焙烧温度
        3.2.3 最佳负载金属
        3.2.4 最佳金属负载量
        3.2.5 最佳焙烧温度
    3.3 本章小结
第4章 Cu₃-550催化剂的表征与性能评价
    4.1 实验方法
        4.1.1 催化剂的表征
        4.1.2 催化剂的性能评价
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 XRD表征分析
        4.2.2 SEM-EDX表征分析
        4.2.3 表面积和孔结构表征分析
        4.2.4 XPS表征分析
        4.2.5 催化剂的吸附性能
        4.2.6 商用催化剂性能对比
        4.2.7 轮次实验
        4.2.8 不同初始pH值对污染物去除的影响
    4.3 本章小结
第5章 催化剂在COP体系中去除污染物的机理研究
    5.1 实验方法
        5.1.1 pH值影响
        5.1.2 自由基鉴定
        5.1.3 降解动力学
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 处理过程中pH值的变化
        5.2.2 自由基抑制剂的处理效果
        5.2.3 反应动力学机理分析
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢



本文编号：4008661