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CoFe/MgO-Fenton催化降解染料废水的研究

2020-12-14阅读(756)

CoFe/MgO-Fenton催化降解染料废水的研究

论文摘要

非均相Fenton反应作为高级氧化技术的一种,在处理色度高、水量大、有毒和难生物降解的印染废水方面有很好的实际应用价值。但是,目前非均相Fenton催化剂的研究存在着造价昂贵、活性组分溶出较多、pH值适用范围依旧偏酸性、反应需要外加能量等问题。本文利用简单的水滑石前体热还原法开发了一种新型的MgO负载CoFe合金磁性非均相Fenton催化剂（CoFe/MgO）,用于处理难降解橙黄Ⅱ模拟废水,实现了金属合金催化剂在此领域的应用。主要研究内容和结果如下：首先,研究了催化剂的组成和制备温度对催化降解橙黄Ⅱ性能的的影响。研究结果表明,在相同的反应条件下,随着催化剂中CoxFe1.0/（MgO）3.5钻铁比例的逐渐增大（x=0→1.5）,催化降解速率逐渐增加；催化剂Co1.5Fe1.0/（MgO）y中载体含量的增加（y=0→3.5）提高了催化降解效率；同时,催化剂催化降解效率随着制备温度的升高逐渐增大。通过上述实验得到催化剂制备的最优条件,即：催化剂中各元素比例为Mg/Co/Fe=3.5/1.5/1.0,最佳制备温度为950℃,该催化剂对橙黄II的降解率达98%。鉴于Co1.5Fe1.o/（MgO）3.5催化剂对橙黄II优异的催化降解性能,本文进一步考察了催化过程中反应条件对其催化性能的影响。结果表明,当催化剂用量为0.1g/L、H202浓度为2.1mM时,催化剂在较宽的pH（5.4～9.0）适用范围内降解效率明显优于传统均相Fenton体系,均在91%以上；催化剂在反应过程中稳定性良好、有较宽的温度适用范围（15-40℃）。总之,本文所述催化剂具有pH值适用范围宽、反应无需外加能量、反应过程中稳定性良好、固液易分离、催化降解效率高等优点,在水处理领域有广阔的实际应用前景。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 背景介绍
  • 1.2 Fenton氧化法介绍
  • 1.2.1 均相Fenton体系介绍
  • 1.2.2 非均相Fenton体系介绍
  • 1.3 层状双羟基复合金属氧化物（LDHs）介绍
  • 1.4 本论文主要研究内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 实验药品及试剂
  • 2.2 实验仪器
  • 2.3 催化剂的制备
  • 2.3.1 催化剂前体的制备
  • 2.3.2 催化剂的制备
  • 2.4 催化剂的表征方法
  • 2.4.1 XRD测试
  • 2.4.2 ICP测试
  • 2.4.3 TEM测试
  • 2.4.4 催化剂磁性测试（VSM）
  • 2.5 催化降解实验方法
  • 2.6 水样分析方法
  • 第三章 制备温度对催化剂催化性能的影响
  • 3.1 催化剂活性组分的选择
  • 1.5Fe1.0/（MgO）3.5催化剂的表征'>3.2 Co1.5Fe1.0/（MgO）3.5催化剂的表征
  • 3.5Co1.5Fe1.0-CO3 LDHs前体的表征'>3.2.1 Mg3.5Co1.5Fe1.0-CO3LDHs前体的表征
  • 1.5Fe1.0/（MgO）3.5催化剂的表征'>3.2.2 Co1.5Fe1.0/（MgO）3.5催化剂的表征
  • 3.3 制备温度对催化剂催化性能的影响
  • 3.3.1 最佳反应条件的确定
  • 3.3.1.1 催化剂加入量对处理效果的影响
  • 3.3.1.2 溶液pH值对处理效果的影响
  • 2O2加入量对处理效果的影响'>3.3.1.3 H2O2加入量对处理效果的影响
  • 3.3.2 制备温度对催化剂催化性能的影响
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 催化剂组成的调变对催化性能的影响
  • 4.1 活性元素比例的调变对催化剂催化性能的影响
  • xFe1.0/（MgO）3.5催化剂的表征'>4.1.1 CoxFe1.0/（MgO）3.5催化剂的表征
  • 3.5CoxFe1.0-CO3LDHs前体的表征'>4.1.1.1 Mg3.5CoxFe1.0-CO3LDHs前体的表征
  • xFe1.0/MgO)3.5催化剂的表征'>4.1.1.2 CoxFe1.0/MgO)3.5催化剂的表征
  • 4.1.2 活性元素比例的调变对催化剂性能的影响
  • 4.2 负载量的调变对催化剂催化性能的影响
  • 1.5Fe1.0/（MgO）x催化剂的表征'>4.2.1 Co1.5Fe1.0/（MgO）x催化剂的表征
  • xCo1.5Fe1.0-CO3LDHs前体的表征'>4.2.1.1 MgxCo1.5Fe1.0-CO3LDHs前体的表征
  • 1.5Fe1.0/（MgO）x催化剂的表征'>4.2.1.2 Co1.5Fe1.0/（MgO）x催化剂的表征
  • 4.2.2 负载量的调变对催化剂催化性能的影响
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 催化剂催化活性的研究
  • 5.1 溶液pH值对催化剂催化效果的影响
  • 2O2加入量对催化剂催化效果的影响'>5.2 H2O2加入量对催化剂催化效果的影响
  • 5.3 反应体系温度对催化降解效果的影响
  • 5.4 磁性固液分离研究
  • 5.5 催化剂在反应过程中稳定性的研究
  • 5.6 催化剂的重复利用研究
  • 5.7 与传统均相Fenton的催化降解效果的对比
  • 5.8 对罗丹明B的催化降解研究
  • 5.9 本章小结
  • 第六章 结论
  • 论文创新点
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究成果及发表的学术论文
  • 作者和导师简介
  • 附件

    • 相关论文文献

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