王晶:负载型铁基非均相芬顿催化剂的构建及其性能研究论文

王晶:负载型铁基非均相芬顿催化剂的构建及其性能研究论文

本文主要研究内容

作者王晶(2019)在《负载型铁基非均相芬顿催化剂的构建及其性能研究》一文中研究指出:有机污染物的高效去除是当前水污染控制领域的重要课题。非均相芬顿催化技术为水体中有机污染物的降解提供了良好的途径。本文针对铁基非均相芬顿催化体系在中性条件下面临的Fe3+/Fe2+转化慢,界面电子迁移速率及传质受限,催化效率低等技术难题,以构建具有高活性和良好稳定性能的铁基非均相芬顿催化剂为目标,围绕着催化剂的金属组成调控及催化剂载体的选择两个方面,开展以偶氮染料金橙Ⅱ为代表的目标污染物的增效去除机理研究。论文首先采用氨熏后浸渍法和碳热还原法制备了负载于有序介孔碳(OMC)的Fe0-Fe2O3纳米复合非均相芬顿催化剂。Fe0-Fe2O3/OMC具有较高的比表面积和孔容、均一的孔径、分散良好且粒径超小的活性组分。在接近室温及中性的条件下,Fe0-Fe2O3/OMC展现出比Fe0/OMC和Fe2O3/OMC明显优越的催化降解性能。Fe0-Fe2O3/OMC中Fe0及Fe2O3的协同优化及有序介孔碳载体的富集作用,使得Fe3+/Fe2+循环加速并且催化位点增多,在反应的起始阶段及催化阶段均大幅度提升反应效率。为进一步提升铁基催化剂的效率及对反应环境的pH适应能力,论文通过在铁基催化剂体系内引入了异相的金属铜,制备了铁铜双金属(FeCu)负载于中空介孔硅球(HMS)的非均相芬顿复合催化剂。FeCu/HMS具有典型的中空介孔结构及高度分散的金属纳米粒子。在接近室温及中性的条件下,FeCu/HMS展现出优越的非均相芬顿催化活性,均优于FeCu/MS,Fe/HMS及Cu/HMS。FeCu/HMS内铁和铜的协同作用可以有效地促进Fe3+/Fe2+和Cu2+/Cu+氧化还原电对的循环,催化剂的中空结构可以为催化剂提供更多可利用的活性位点及促进催化反应的传质,从而有效地提高反应效率。在以上研究的基础上,通过调控不同铁盐和铜盐的量,制备了一系列具有不同铁铜比的铁铜双金属中空介孔硅球复合芬顿催化剂。结果表面:当铁铜质量比为2:6时,复合催化剂的催化活性最大。此外,复合催化剂还对高浓度染料污染物的降解表现出优异的性能。催化剂内铁和铜的协同增效作用主要来源于Fe3+/Fe2+和Cu2+/Cu+电对在氧化还原循环中的界面电子转移的加速。为进一步加速催化反应中电子转移的速率,论文采用静电纺丝技术制备了铁铜双金属碳纳米纤维复合催化剂(FeCu/CNF),铁铜双金属纳米颗粒在碳化过程中通过碳热还原原位形成。FeCu/CNF具有典型的线性多孔碳纳米纤维结构并且金属纳米粒子高度分散在CNF基体中。在接近室温及中性的条件下,FeCu/CNF展现出优异的非均相芬顿催化活性,均优于FeCu/C,Fe/CNF及Cu/CNF。FeCu/CNF内铁和铜的协同作用可以有效地促进Fe3+/Fe2+和Cu2+/Cu+氧化还原电对的循环。此外,纳米纤维结构利于催化反应中电子的快速长距离传输,促进电子转移的速率,最终提高催化剂的催化活性。本论文研究为有机污染物的高效去除提供了新材料、新技术,并为同类铁基非均相芬顿催化剂的研制与应用提供了方法和理论依据,具有较好的科学意义和应用前景。

Abstract

you ji wu ran wu de gao xiao qu chu shi dang qian shui wu ran kong zhi ling yu de chong yao ke ti 。fei jun xiang fen du cui hua ji shu wei shui ti zhong you ji wu ran wu de jiang jie di gong le liang hao de tu jing 。ben wen zhen dui tie ji fei jun xiang fen du cui hua ti ji zai zhong xing tiao jian xia mian lin de Fe3+/Fe2+zhuai hua man ,jie mian dian zi qian yi su lv ji chuan zhi shou xian ,cui hua xiao lv di deng ji shu nan ti ,yi gou jian ju you gao huo xing he liang hao wen ding xing neng de tie ji fei jun xiang fen du cui hua ji wei mu biao ,wei rao zhao cui hua ji de jin shu zu cheng diao kong ji cui hua ji zai ti de shua ze liang ge fang mian ,kai zhan yi ou dan ran liao jin cheng Ⅱwei dai biao de mu biao wu ran wu de zeng xiao qu chu ji li yan jiu 。lun wen shou xian cai yong an xun hou jin zi fa he tan re hai yuan fa zhi bei le fu zai yu you xu jie kong tan (OMC)de Fe0-Fe2O3na mi fu ge fei jun xiang fen du cui hua ji 。Fe0-Fe2O3/OMCju you jiao gao de bi biao mian ji he kong rong 、jun yi de kong jing 、fen san liang hao ju li jing chao xiao de huo xing zu fen 。zai jie jin shi wen ji zhong xing de tiao jian xia ,Fe0-Fe2O3/OMCzhan xian chu bi Fe0/OMChe Fe2O3/OMCming xian you yue de cui hua jiang jie xing neng 。Fe0-Fe2O3/OMCzhong Fe0ji Fe2O3de xie tong you hua ji you xu jie kong tan zai ti de fu ji zuo yong ,shi de Fe3+/Fe2+xun huan jia su bing ju cui hua wei dian zeng duo ,zai fan ying de qi shi jie duan ji cui hua jie duan jun da fu du di sheng fan ying xiao lv 。wei jin yi bu di sheng tie ji cui hua ji de xiao lv ji dui fan ying huan jing de pHkuo ying neng li ,lun wen tong guo zai tie ji cui hua ji ti ji nei yin ru le yi xiang de jin shu tong ,zhi bei le tie tong shuang jin shu (FeCu)fu zai yu zhong kong jie kong gui qiu (HMS)de fei jun xiang fen du fu ge cui hua ji 。FeCu/HMSju you dian xing de zhong kong jie kong jie gou ji gao du fen san de jin shu na mi li zi 。zai jie jin shi wen ji zhong xing de tiao jian xia ,FeCu/HMSzhan xian chu you yue de fei jun xiang fen du cui hua huo xing ,jun you yu FeCu/MS,Fe/HMSji Cu/HMS。FeCu/HMSnei tie he tong de xie tong zuo yong ke yi you xiao de cu jin Fe3+/Fe2+he Cu2+/Cu+yang hua hai yuan dian dui de xun huan ,cui hua ji de zhong kong jie gou ke yi wei cui hua ji di gong geng duo ke li yong de huo xing wei dian ji cu jin cui hua fan ying de chuan zhi ,cong er you xiao de di gao fan ying xiao lv 。zai yi shang yan jiu de ji chu shang ,tong guo diao kong bu tong tie yan he tong yan de liang ,zhi bei le yi ji lie ju you bu tong tie tong bi de tie tong shuang jin shu zhong kong jie kong gui qiu fu ge fen du cui hua ji 。jie guo biao mian :dang tie tong zhi liang bi wei 2:6shi ,fu ge cui hua ji de cui hua huo xing zui da 。ci wai ,fu ge cui hua ji hai dui gao nong du ran liao wu ran wu de jiang jie biao xian chu you yi de xing neng 。cui hua ji nei tie he tong de xie tong zeng xiao zuo yong zhu yao lai yuan yu Fe3+/Fe2+he Cu2+/Cu+dian dui zai yang hua hai yuan xun huan zhong de jie mian dian zi zhuai yi de jia su 。wei jin yi bu jia su cui hua fan ying zhong dian zi zhuai yi de su lv ,lun wen cai yong jing dian fang si ji shu zhi bei le tie tong shuang jin shu tan na mi qian wei fu ge cui hua ji (FeCu/CNF),tie tong shuang jin shu na mi ke li zai tan hua guo cheng zhong tong guo tan re hai yuan yuan wei xing cheng 。FeCu/CNFju you dian xing de xian xing duo kong tan na mi qian wei jie gou bing ju jin shu na mi li zi gao du fen san zai CNFji ti zhong 。zai jie jin shi wen ji zhong xing de tiao jian xia ,FeCu/CNFzhan xian chu you yi de fei jun xiang fen du cui hua huo xing ,jun you yu FeCu/C,Fe/CNFji Cu/CNF。FeCu/CNFnei tie he tong de xie tong zuo yong ke yi you xiao de cu jin Fe3+/Fe2+he Cu2+/Cu+yang hua hai yuan dian dui de xun huan 。ci wai ,na mi qian wei jie gou li yu cui hua fan ying zhong dian zi de kuai su chang ju li chuan shu ,cu jin dian zi zhuai yi de su lv ,zui zhong di gao cui hua ji de cui hua huo xing 。ben lun wen yan jiu wei you ji wu ran wu de gao xiao qu chu di gong le xin cai liao 、xin ji shu ,bing wei tong lei tie ji fei jun xiang fen du cui hua ji de yan zhi yu ying yong di gong le fang fa he li lun yi ju ,ju you jiao hao de ke xue yi yi he ying yong qian jing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自南京理工大学的王晶,发表于刊物南京理工大学2019-06-25论文,是一篇关于非均相芬顿催化论文,铁基催化剂论文,铁铜双金属论文,金橙论文,有序介孔碳论文,中空介孔硅球论文,碳纳米纤维论文,南京理工大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自南京理工大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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