本文選題：SBA-15 + 負載��； 參考：《浙江理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：合成染料化學結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣,多有芳香環(huán)結(jié)構(gòu),對氧化劑、光照、微生物穩(wěn)定,具有生物毒性和生物難降解性。染料及其厭氧微生物降解有芳香胺等“三致”中間體產(chǎn)生,給環(huán)境和人類帶來了巨大的危害。因此,有效處理染料廢水成為相關(guān)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。研究表明,有機Cu(2+)配合物能模擬天然酶的活性,對染料具有一定的催化降解效果。但這類有機Cu(2+)配合物催化劑存在活性中心易流失、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等缺陷,難重復(fù)利用。有文獻報道將有機Cu(2+)配合物催化劑負載到SBA-15上,能增加有機Cu(2+)配合物催化劑的穩(wěn)定性。鑒如此本文制備了Cu-Ar-CH=N-Pr-SBA-15和Cu-Ar-CH=N-Pr-O-Pr-SBA-15負載型有機Cu(2+)配合物催化劑,對其進行組成、結(jié)構(gòu)、形貌表征,考察了對染料脫色降解的催化效果,為解決染料廢水的污染問題提供實驗和理論基礎(chǔ)。本論文做了以下工作:1)以SBA-15、胺丙基三乙氧基硅烷、芳香醛、CuCl2為原料制備了4個催化劑Cu-Ar~(1-4)-CH=N-Pr-SBA-15。以SBA-15、氯丙基三乙氧基硅烷、羥基丙胺、芳香醛、Cu Cl2為原料制備了5個催化劑Cu-Ar~(5-9)-CH=N-Pr-O-Pr-SBA-15。利用FT-IR、N2吸附-脫附、熱重、XRD廣角、XRD小角、TEM、SEM、XPS等對它們進行了表征。結(jié)果顯示制備的催化劑為共價負載型,SBA-15介孔結(jié)構(gòu)不變。2)在催化劑用量為4mg/L、甲基橙濃度為30mg/L的條件下,考察了氧源、pH、溫度、H_2O_2用量、電解質(zhì)對催化劑降解甲基橙的降解效果的影響。發(fā)現(xiàn)p H增加利于催化活性,p H9.0催化活性下降;溫度升高有利于染料降解;n_(H_2O_2):n_(Dye)增加有利于染料降解;Cl、SO、NO、PO存在不影響染料的完全降解;Br、NO、CO存在,染料降解達到平衡,降解率80%。確定染料降解的最適條件:n_(H_2O_2):n_(Dye)(28)400:1、p H=9.0、T=40℃。3)在n_(H_2O_2):n_(Dye)(28)400:1、pH=9.0、T=40℃條件下,考察了催化劑C催化不同底物:甲基橙、羅丹明B、茜素紅、活性艷紅、R、E、O等7種染料的降解效果。發(fā)現(xiàn)催化劑催化甲基橙、羅丹明B、茜素紅、活性艷紅降解效果好,3小時脫色率100%降解;催化劑催化含硝基、溴等取代基團的染料R、E、O等降解效果較差,3小時脫色率為10~20%。說明催化劑具有底物選擇性。4)考察了催化劑催化染料降解的構(gòu)效關(guān)系,發(fā)現(xiàn)鏈的延長有利于催化活性,芳香醛為六元環(huán)的醛時更有利于催化活性。5)考察了催化劑的機械穩(wěn)定性和酸堿穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)7次循環(huán)使用后催化效果基本不變、SBA-15的介孔屬性不變。發(fā)現(xiàn)強酸性條件下催化劑失活,加堿調(diào)整pH后可以使其恢復(fù)催化活性;強堿性條件下催化劑失活,加酸調(diào)整pH后催化活性不恢復(fù),說明在酸性到弱堿性條件下催化劑化學穩(wěn)定,在強堿性條件下化學不穩(wěn)定。6)利用紫外-可見光譜、HPLC、CO_2的檢測實驗測定了降解產(chǎn)物,采用KMnO4法測定了染料降解前后的COD。結(jié)果顯示降解產(chǎn)物有順丁烯二酸、草酸和CO_2,降解后CODMn=6.5~10 mg/L;紫外-可見光譜發(fā)現(xiàn)染料的生色團和苯環(huán)區(qū)的吸收減少消失。說明催化劑活化雙氧水處理染料不是簡單的脫色,而是降解礦化。7)利用自由基抑制實驗和自由基捕捉實驗考察了催化劑活化雙氧水處理染料的機理,利用Graph Pad Prism 5軟件考察了催化劑處理染料的作用機制。發(fā)現(xiàn)催化劑活化雙氧水處理染料過程有羥基自由基參與,是自由基機理;催化劑處理染料的動力學過程符合酶促動力學過程。說明小分子有機銅酶模型物共價負載在SBA-15上,酶學特性不變,增加了小分子酶模型物的穩(wěn)定性,實現(xiàn)多相催化和循環(huán)使用。
[Abstract]:In this paper , Cu - Ar - CH = N - Pr - SBA - 15 and Cu - Ar - CH = N - Pr - O - Pr - SBA - 15 were prepared . The degradation of dyes with different substrates such as methyl orange , rhodamine B , alizarin red , reactive brilliant red , R , E , O was studied under the condition of pH = 9.0 and T = 40 鈩，

本文編號：1774836