新型锰基催化剂构建及其活化过硫酸盐去除难降解有机物研究

发布时间：2024-12-07 04:12

　　化工业的发展使大量化合物被合成并排放于环境之中,其中一些ROCs（难降解有机污染物）难以被微生物所降解,对人类同环境造成了威胁。过硫酸盐活化技术作为一种能高效去除ROCs的方法近年来被广泛研究。锰是自然界中广泛存在的过渡金属元素,具有性质稳定、价态多、催化活性高、生态毒性低等特点。因此,将锰基催化剂应用于活化过硫酸盐技术拥有良好前景。然而一些问题仍存在于锰基催化剂中:一是锰氧化物存在吸附弱与难以回收的问题。吸附能力弱会延长活性物种的迁移距离,影响其降解效率。MnO_x颗粒小,难沉降,在水溶液中难以有效回收再利用,使其在实际应用过程中受到限制。二是传统的MnO_x催化性能较低,新兴的锰氮碳催化剂又存在稳定性差的问题。本研究主要内容及创新点如下:（1）制备了具有高吸附性与可回收性的α-MnO₂-磁性生物炭复合材料（MBM）。MBM在180min内对4-氯酚的去除率达到100%,TOC去除率达到63.5%。MBM对4-氯酚的催化降解近似符合一级反应动力学模型,动力学常数k为0.0078/min,是相同锰含量的MnO₂

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
缩略表
第一章 锰基催化材料活化过硫酸盐研究进展
    1.1 引言
    1.2 高级氧化技术
    1.3 锰基催化材料应用于过硫酸盐活化技术的研究进展
        1.3.1 锰氧化物的结构及制备方法
        1.3.2 锰氧化物催化剂
        1.3.3 锰氧化物复合催化剂
        1.3.4 锰-氮-碳催化剂
    1.4 存在的问题与研究内容
第二章 二氧化锰-磁性生物炭复合材料活化过二氧硫酸盐去除4-氯酚
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 .仪器和材料
        2.2.2 材料制备
        2.2.3 材料的表征
        2.2.4 吸附与降解实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 二氧化锰-磁性生物炭复合材料结构的表征
        2.3.2 二氧化锰-磁性生物炭复合材料对4-氯酚的吸附与降解
        2.3.3 二氧化锰-磁性生物炭复合材料对4-氯酚去除的影响因素
        2.3.4 二氧化锰-磁性生物炭复合材料的稳定性
        2.3.5 反应机理
        2.3.6 性能比较
    2.4 小结
第三章 碳二亚胺锰-四氧化三锰混合材料活化过一硫酸盐去除4-氯酚
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 仪器和材料
        3.2.2 材料制备方法
        3.2.3 材料结构表征方法
        3.2.4 污染物吸附降解实验方法
        3.2.5 电化学测试方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 碳二亚胺锰-四氧化三锰混合材料的结构表征
        3.3.2 碳二亚胺锰-四氧化三锰混合材料活化过硫酸盐催化降解4-氯酚
        3.3.3 碳二亚胺锰-四氧化三锰混合材料催化过硫酸盐的影响因素
        3.3.4 碳二亚胺锰-四氧化三锰混合材料催化剂的稳定性
        3.3.5 碳二亚胺锰-四氧化三锰混合材料对过硫酸盐的催化机理
        3.3.6 性能比较
    3.4 小结
第四章 研究结论、创新点及展望
    4.1 研究结论
        4.1.1 二氧化锰-磁性生物炭复合材料去除4-氯酚的性能与机理
        4.1.2 碳二亚胺锰-四氧化三锰混合材料去除4-氯酚的性能与机理
    4.2 创新点
    4.3 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士期间所取得的科研成果



本文编号：4014781