【摘要】：難降解有機(jī)污染物由于其具有毒性大、被微生物降解速度慢、分解不徹底等特性已引起人們的廣泛關(guān)注,難降解有機(jī)污染物危害已成為全球性的重大環(huán)境問題。非均相Fenton催化作為一種高級(jí)氧化技術(shù)正在被廣泛研究用來催化降解有機(jī)污染物。開發(fā)一種易分離回收,無鐵流失量或鐵流失量小,可重復(fù)使用,催化性能穩(wěn)定,使用范圍寬,對(duì)水中難降解有機(jī)物有較好催化降解能力的非均相Fenton催化劑已成為Fenton催化研究的一個(gè)重要方向。本論文通過在凹凸棒石(ATP)粘土上負(fù)載三氧化二鐵(Fe_2O_3),得到Fe_2O_3/ATP催化劑;以三種難降解有機(jī)物,十二烷基苯磺酸鈉(SDBS),亞甲基藍(lán)(MB)和剛果紅(CR),為目標(biāo)污染物,進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn)研究。研究了Fe_2O_3/ATP/H_2O_2非均相催化體系對(duì)水中三種較高濃度的難降解有機(jī)物的催化降解性能,詳細(xì)考察了影響各有機(jī)物的降解的因素,探討了各有機(jī)物降解的反應(yīng)機(jī)理。主要內(nèi)容歸納如下:(1)分別采用傳統(tǒng)濕法和普通混合法制備了兩種非均相Fenton催化劑Fe_2O_3/ATP-1和Fe_2O_3/ATP-2,并對(duì)這兩種催化劑催化降解十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)的性能進(jìn)行了對(duì)比研究。考查了傳統(tǒng)濕法制備Fe_2O_3/ATP-1催化劑時(shí)的前驅(qū)物Fe(NO3)3濃度和普通混合法制備Fe_2O_3/ATP-2時(shí)Fe_2O_3在混合時(shí)所占比例對(duì)催化降解SDBS性能的影響。(2)采用BET,SEM,FT-IR對(duì)Fe_2O_3/ATP-1和Fe_2O_3/ATP-2進(jìn)行了表征分析,Fe_2O_3的負(fù)載和混合使得ATP孔隙率和比表面積減小,但卻使其具有較強(qiáng)的催化活性;且制備得到的催化劑中出現(xiàn)了α-Fe_2O_3的特征峰,證明催化劑中有Fe_2O_3存在。(3)考查了以Fe_2O_3/ATP-1為催化劑,并在H_2O_2存在的情況下,H_2O_2濃度,催化劑用量,pH值和溫度對(duì)SDBS降解效果的影響。當(dāng)pH=4,[H_2O_2]0=0.392 mol/L,Mc=0.5g/L,T=60℃時(shí),SDBS的去除率可達(dá)99%以上。(4)考查了催化劑Fe_2O_3/ATP在非均相Fenton體系中MB及CR的脫色效果隨時(shí)間的變化,H_2O_2濃度的變化、Fe_2O_3/ATP催化劑用量的變化、pH值的變化和溫度的變化對(duì)MB及CR脫色效果的影響。各種實(shí)驗(yàn)條件下MB和CR在降解過程中均表現(xiàn)出了不同的特性,可能是由于MB是一種非偶氮染料,而CR是一種偶氮染料的緣故。(5)研究了催化劑Fe_2O_3/ATP的穩(wěn)定性和可重復(fù)利用性能。經(jīng)過十次催化脫色實(shí)驗(yàn)后,Fe_2O_3/ATP/H_2O_2催化體系對(duì)SDBS、MB和CR的脫色率仍保持較高的效率。對(duì)比了Fe_2O_3/ATP催化的非均相Fenton反應(yīng)與均相Fenton反應(yīng)對(duì)SDBS、MB和CR的催化脫色效果,Fe_2O_3/ATP催化的非均相Fenton反應(yīng)對(duì)MB和CR的催化脫色效果幾乎與均相Fenton反應(yīng)對(duì)兩者的催化脫色效果相同,但Fe_2O_3/ATP催化劑具有pH值范圍廣,無Fe離子浸出,催化劑可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。(6)研究了pH值對(duì)Fe_2O_3/ATP/H_2O_2體系降解亞甲基藍(lán)的影響,以及在降解過程中溶液pH值的變化過程。由于凹凸棒石粘土的特性、H_2O_2的特性以及非均相Fenton反應(yīng)的特性等因素,該體系的pH值在反應(yīng)過程中有較大的變化,pH值對(duì)Fe_2O_3/ATP/H_2O_2體系降解亞甲基藍(lán)的影響也比較大。(7)采用響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)方法(RSM)中的BBD方法優(yōu)化了MB的降解實(shí)驗(yàn)條件,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用二次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合。由方差分析結(jié)果表明,推導(dǎo)出的二次多項(xiàng)式模型是有意義的。另外該模型的相關(guān)系數(shù)R=0.9917,表明MB的脫色率實(shí)驗(yàn)值和預(yù)測(cè)值具有較好的一致性。根據(jù)3D響應(yīng)曲面確定了既定條件下的MB脫色實(shí)驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)條件為:H_2O_2濃度為58.8 mmol/L,催化劑用量為10 g/L,pH值為2。(8)研究了MB起始濃度對(duì)該非均相催化體系降解MB的影響,并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)方程的擬合,根據(jù)擬合結(jié)果,選擇L-H方程來描述初始濃度分別為不同濃度的MB的脫色降解過程。分析了該非均相體系中可能發(fā)生的反應(yīng),對(duì)溶液中MB和H_2O_2的濃度變化進(jìn)行了推導(dǎo)。并根據(jù)HPLC-MS對(duì)芳環(huán)中間產(chǎn)物的鑒定推測(cè)了MB的降解路徑。
【圖文】：

圖 2-1 凹凸棒石晶體結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-1 The schematic diagram of attapulgite crystal structure石粘土的催化性能具有沸石通道及集合體的微細(xì)孔隙結(jié)構(gòu)，，非等價(jià)陽離子置換產(chǎn)生路易斯酸化中心和堿化中心，另外凹凸棒石粘土如經(jīng)熱

(a)江蘇盱眙凹凸棒石粘土 (b)安徽明光凹凸棒石粘土 (c)甘肅臨澤凹凸棒石粘土圖 2-2 江蘇、安徽、甘肅三地凹凸棒石粘土外觀對(duì)比圖Figure 2-2 Appearance comparison diagrams of attapulgite clay from Jiangsu,Anhui and Gansu.2.2.2 理化性質(zhì)三種不同產(chǎn)地凹凸棒石粘土的理化性質(zhì)測(cè)試結(jié)果見表 2-6。由表 2-6 可見，安徽
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;TQ426

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鐘壬林,沈滿高,周玉英;凹凸棒石土用于油脂脫色的技術(shù)試驗(yàn)報(bào)告[J];油脂科技;1985年01期

2 陳蕓;;國外凹凸棒石概況[J];建材工業(yè)信息;1985年11期

3 沈志海 ,朱三光;凹凸棒石的性能及其用途概述[J];非金屬礦;1986年02期

4 官偉力;;安徽凹凸棒石資源的開發(fā)利用[J];礦產(chǎn)保護(hù)與利用;1989年02期

5 王松;機(jī)械擠壓對(duì)凹凸棒石粘結(jié)性能的影響[J];中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊;2005年03期

6 趙娣芳,周杰,劉寧;凹凸棒石改性機(jī)理研究進(jìn)展[J];硅酸鹽通報(bào);2005年03期

7 趙娣芳,周杰,樓必君,劉寧;凹凸棒石及其改性產(chǎn)物的抗菌性能研究[J];中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊;2005年02期

8 趙萍;姚瑩;林峰;張春霞;;凹凸棒石改性方法及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J];化工生產(chǎn)與技術(shù);2006年05期

9 陳天虎;王健;慶承松;彭書傳;宋垠先;郭燕;;熱處理對(duì)凹凸棒石結(jié)構(gòu)、形貌和表面性質(zhì)的影響[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2006年11期

10 胡芳;胡惠仁;祖彬;吳學(xué)棟;;凹凸棒石微波活化與焙燒活化的比較[J];金屬礦山;2008年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張紅霞;賀燕;郭易安;牛智偉;吳王鎖;;改性凹凸棒石對(duì)釷的吸附特性的研究[A];第九屆全國核化學(xué)與放射化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2010年

2 慶承松;陳天虎;高薇;龔蕭;彭書傳;;凹凸棒石表面性質(zhì)[A];《硅酸鹽學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊50周年暨中國硅酸鹽學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2007年

3 許銅建;程生平;李自濤;;凹凸棒石晶體結(jié)構(gòu)和酸改性后吸附性能的比較[A];河南地球科學(xué)通報(bào)2008年卷（下冊(cè)）[C];2008年

4 李予晉;曾路;王娟娟;嚴(yán)春杰;;江蘇省盱眙凹凸棒石提純工藝的研究[A];2006年全國電子顯微學(xué)會(huì)議論文集[C];2006年

5 范橋輝;王祥科;吳王鎖;;Pb(Ⅱ)在凹凸棒石上的吸附研究[A];中國化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)現(xiàn)代核化學(xué)與放射化學(xué)分會(huì)場論文集[C];2008年

6 周仕學(xué);王斌;呂東琴;呂英海;李桂江;;凹凸棒石的CTAB改性及其對(duì)藻生長的抑制[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第3分冊(cè)）[C];2010年

7 謝晶晶;彭書傳;陳天虎;慶承松;陳菊霞;;負(fù)載TiO_2凹凸棒石光催化劑制備實(shí)驗(yàn)研究[A];2007中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集（上卷）[C];2007年

8 王一達(dá);牛智偉;許君政;吳王鎖;;Th(Ⅳ)在凹凸棒石上的吸附研究[A];首屆核化學(xué)與放射化學(xué)青年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2006年

9 楊揚(yáng);劉金剛;蘇艷群;;凹凸棒石處理涂布白紙板制漿廢水的研究[A];中國造紙學(xué)會(huì)第十六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

10 代光劍;蔡祥;李雪梅;譚紹早;;季擕陽離子改性凹凸棒石的制備及抗菌活性[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第4分冊(cè)）[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 戎培康;希臘公司進(jìn)入凹凸棒石市場[N];中國建材報(bào);2004年

2 汪志;甘肅成立凹凸棒石應(yīng)用研究院[N];中國化工報(bào);2008年

3 張耀文;西部凹凸棒石應(yīng)用研究院在白銀成立[N];白銀日?qǐng)?bào);2008年

4 記者 李保榮;白銀開發(fā)利用凹凸棒石資源[N];甘肅日?qǐng)?bào);2009年

5 盱眙博圖凹土高新技術(shù)開發(fā)有限公司 周燦偉;凹凸棒石在中空玻璃干燥劑中的運(yùn)用[N];中國建材報(bào);2007年

6 高子發(fā);西部凹凸棒石應(yīng)用研究院在白銀成立[N];甘肅經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2008年

7 ;凹凸棒石[N];中國畜牧獸醫(yī)報(bào);2009年

8 張耀文;臺(tái)商擬投資開發(fā)白銀市凹凸棒礦[N];白銀日?qǐng)?bào);2008年

9 國都證券;巢東股份 低價(jià)能源 雙底將成[N];證券時(shí)報(bào);2008年

10 華西證券 曹雪峰;巢東股份：凹凸棒石致富？[N];中國證券報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 張婷;凹凸棒石基非均相催化劑的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用研究[D];蘭州大學(xué);2016年

2 謝晶晶;熱處理凹凸棒石結(jié)構(gòu)、物性演化及其對(duì)磷的吸附作用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

3 史建設(shè);凹凸棒石表面改性及其在尼龍6中的應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2010年

4 谷正;凹凸棒石與水滑石在高分子材料中的復(fù)合結(jié)構(gòu)及其性能研究[D];蘭州大學(xué);2011年

5 劉元法;凹凸棒石油脂脫色機(jī)理及其對(duì)油脂品質(zhì)的影響研究[D];江南大學(xué);2007年

6 賀志麗;鋯改性凹凸棒石及鋯/鋁/鈰體系復(fù)合除氟材料的制備及其除氟性能研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張清;粘土礦物材料對(duì)水體中砷和重金屬的控制研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 王茂麗;緩沖/回填材料的導(dǎo)熱性能研究及預(yù)測(cè)分析[D];西南科技大學(xué);2015年

3 張良;粘土基陶瓷—碳復(fù)合材料的原位熱壓制備及其性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

4 劉斌;凹凸棒石基硅藻土和紫砂基竹炭孔芯濾材制備與性能研究[D];江西理工大學(xué);2015年

5 張琦;有機(jī)接枝改性凹凸棒石對(duì)磷的吸附性能的影響[D];西安工程大學(xué);2015年

6 高洋;凹凸棒添加堆肥過程中的重金屬形態(tài)變化與生物毒性研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

7 劉曉冬;液體橡膠改性凹凸棒石性能及應(yīng)用研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

8 關(guān)雪陽;納米纖維礦物對(duì)復(fù)合橡膠性能的影響及機(jī)理的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

9 劉啟飛;凹凸棒石集裝箱新型復(fù)合干燥劑的制備[D];安徽理工大學(xué);2016年

10 熊長軍;凹凸棒石與鋅的水熱作用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2699870