近幾十年來,環(huán)境污染問題正嚴重威脅著人類的生命健康和安全,基于羥基自由基的芬頓（Fenton）反應得到了廣泛的研究和應用,但是其低下的效率和較窄的pH使用范圍阻礙了該技術(shù)的發(fā)展。因此過渡金屬活化過一硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基的方法成為了研究熱點,而多相催化劑的制備是關(guān)鍵問題,過多的金屬離子泄露量對溶液會造成二次污染。本論文以此為出發(fā)點,將鈷鐵氧體與層狀鈦酸鹽復合,設想利用鈦酸鹽的離子交換性能減少反應中金屬離子的泄漏量,為將來多相催化劑的制備提供新的思路和方向。首先以浸漬-煅燒的方法制備了鈷鐵氧體/鈦酸鹽納米管（CoFe₂O₄/TNTs）復合物,用XRD、TEM、氮氣吸附-脫附等測試分別表征了材料的晶相和孔隙結(jié)構(gòu),用VSM測試了其磁學性能。選取羅丹明B（RhB）為目標污染物,以過一硫酸鹽（PMS）為氧化劑,對復合物的催化性能做了一系列對比。進一步探究了反應中催化劑加入量、氧化劑加入量、反應溫度、初始pH值對催化過程的影響。通過自由基競爭反應確認催化過程中產(chǎn)生的主要種類為羥基自由基和硫酸根自由基,相比于CoFe₂O_4<... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 高級氧化技術(shù)簡介
    1.3 過渡金屬基非均相催化劑在AOPs中的應用
        1.3.1 尖晶石型鐵氧體催化劑在AOPs中的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 其它金屬氧化物材料在AOPs中的研究現(xiàn)狀
    1.4 層狀鈦酸鹽材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 層狀鈦酸鹽簡介
        1.4.2 層狀鈦酸鹽的應用
    1.5 課題的研究意義及主要內(nèi)容
第2章 實驗原料和實驗方法
    2.1 化學試劑和儀器設備
        2.1.1 化學試劑
        2.1.2 儀器設備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 層狀鈦酸鹽納米管的制備
        2.2.2 CoFe_2O_4 /層狀鈦酸鹽納米管復合物的制備
        2.2.3 CoFe_2O_4@鈦酸鹽核殼結(jié)構(gòu)的制備
        2.2.4 活化過一硫酸鹽降解有機物的實驗
    2.3 材料的表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡測試
        2.3.3 透射電子顯微鏡測試
        2.3.4 X射線光電子能譜分析
        2.3.5 比表面積測試
        2.3.6 紫外可見吸收光譜
        2.3.7 高效液相色譜分析
        2.3.8 有機含碳量分析
        2.3.9 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜
第3章 CoFe_2O_4/鈦酸鹽納米管復合物的制備及催化性能研究
    3.1 鈦酸鹽納米管的制備條件選擇
    3.2 CoFe_2O_4/鈦酸鹽納米管復合物基本表征
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 比表面積分析
        3.2.3 透射電鏡（TEM）分析
        3.2.4 磁滯回線
    3.3 CoFe_2O_4 /鈦酸鹽納米管復合物的制備過程探究
    3.4 CoFe_2O_4 /鈦酸鹽納米管復合物催化降解性能評價
        3.4.1 CoFe_2O_4 /TNTs對RhB的降解
        3.4.2 CoFe_2O_4 /TNTs/PMS體系自由基競爭反應
        3.4.3 溫度對降解反應的影響
        3.4.4 過一硫酸鹽濃度對降解反應的影響
        3.4.5 催化劑濃度對降解反應的影響
        3.4.6 初始pH對降解反應的影響
        3.4.7 CoFe_2O_4 /TNTs /PMS對苯酚的降解
    3.5 本章小結(jié)
第4章 CoFe_2O_4@鈦酸鹽核殼結(jié)構(gòu)的制備及催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 CoFe_2O_4@鈦酸鹽核殼結(jié)構(gòu)的制備
        4.2.1 物相結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 形貌分析
        4.2.3 比表面積分析
        4.2.4 磁滯回線
    4.3 CoFe_2O_4@鈦酸鹽核殼結(jié)構(gòu)的催化性能
        4.3.1 CoFe_2O_4@鈦酸鹽核殼結(jié)構(gòu)對苯酚溶液的降解
        4.3.2 反應溫度對催化降解的影響
        4.3.3 催化劑量對降解反應的影響
        4.3.4 氧化劑量對降解反應的影響
        4.3.5 反應初始pH值對降解反應的影響
        4.3.6 催化劑循環(huán)使用性
        4.3.7 反應中自由基種類的確定
        4.3.8 碳酸氫鹽對反應的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于BiOX（X=Cl、Br、I）新型高性能光催化材料的最新研究進展[J]. 劉家琴,吳玉程.  無機材料學報. 2015(10)
[2]基于能帶結(jié)構(gòu)理論的半導體光催化材料改性策略[J]. 王丹軍,張潔,郭莉,申會東,付峰,薛崗林,方軼凡.  無機材料學報. 2015(07)
[3]鐵氧體及其復合材料去除水體中有機污染物的研究進展[J]. 何永珍,周雪飛,代朝猛,張亞雷.  材料導報. 2015(05)
[4]CoFe2O4納米顆粒的溶液合成及磁性能[J]. 彭韜,齊建全,岳振星.  硅酸鹽學報. 2013(05)
[5]酚類化合物的催化降解技術(shù)[J]. 王彥丹.  科技信息. 2012(02)
[6]微生物降解酚類化合物的研究進展[J]. 李淑彬,陳振軍.  華南師范大學學報(自然科學版). 2005(04)
[7]工業(yè)含酚廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀與進展[J]. 劉相偉.  工業(yè)水處理. 1998(02)



本文編號：3644106