学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于FeOOH/AC催化剂类电芬顿体系的性能及应用研究

作　者: 王帅
导　师: 杨凤林；张国权
学　校: 大连理工大学
专　业: 环境工程
关键词: FeOOH electro-Fenton 非均相有机污染物
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 146次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

印染废水因有机物浓度高、可生化性差和具有生物毒性等特点,使传统的生物法很难对其达到理想的处理效果。近年来,高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes, AOPs)成为处理印染废水的研究热点,尤其是electro-Fenton技术受到了广泛的关注。均相electro-Fenton技术能高效地氧化降解染料有机污染物,并实现其完全矿化,生成无污染的产物CO2和H20。然而,均相Fenton氧化废水处理技术存在反应条件苛刻、酸碱耗量大、含铁污泥产量多和铁催化剂失活及流失等缺点,从而限制了均相Fenton技术的实际应用。基于此,开发和构建非均相electro-Fenton-like体系并将其应用于废水处理领域,成为当今环境电化学学科广泛关注的课题和研究热点。本文采用空气氧化Fe(OH)2悬浊液法制备羟基氧化铁/活性炭(FeOOH/AC)非均相催化剂,利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射扫描电镜(TEM)和X-射线衍射等技术(XRD)对FeOOH/AC催化剂进行了表征。通过载体AC和FeOOH/AC催化剂的氮吸附/脱附曲线,分别用BET法和BJH法计算并对比了载体AC和FeOOH/AC催化剂的比表面积、孔径分布和孔体积的变化。结果表明,制备的FeOOH/AC催化剂上负载的FeOOH由针铁矿(α-FeOOH)和纤维矿(γ-FeOOH)混晶组成。此外,本文采用恒电位电解方式,以光谱纯石墨棒作为阴极,以担载于AC载体上的纳米FeOOH作为非均相催化剂,构建非均相electro-Fenton-like体系,实现对罗丹明B(RHB)、苋菜红偶氮染料和实际医药废水的氧化降解。考察电解池槽压、反应溶液pH、非均相FeOOH/AC催化剂和过氧化氢(H202)的投加量以及H202的投加方式等实验因素对非均相electro-Fenton-like体系氧化降解染料效果的影响,确定了非均相electro-Fenton-like体系运行的最优化条件。另外,通过利用ICP-MS技术考察非均相FeOOH/AC催化剂中纳米FeOOH的含量,测定非均相FeOOH/AC催化剂的比表面积,考察非均相FeOOH/AC催化剂的溶滤流失和循环再生利用性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
引言  10-12
1 电化学水处理技术研究进展  12-26
  1.1 染料废水的特点  12-13
  1.2 电化学方法处理染料废水的机理过程  13-15
    1.2.1 内电解法  13-14
    1.2.2 电凝聚电气浮  14
    1.2.3 电氧化法  14-15
  1.3 高级氧化技术  15-21
    1.3.1 高级氧化技术简介  15
    1.3.2 Electro-Fenton高级氧化技术在染料废水处理领域的应用  15-20
    1.3.3 electro-Fenton法的影响因素  20-21
  1.4 铁(氢)氧化物的研究进展  21-24
    1.4.1 铁氢氧化物的研究近况  21-22
    1.4.2 铁(氢)氧化物的相型结构  22-23
    1.4.3 FeOOH的制备及形成条件  23-24
  1.5 本文的目的、意义和主要研究内容  24-26
    1.5.1 研究目的和意义  24-25
    1.5.2 主要研究内容  25-26
2 FeOOH/AC催化剂的制备与表征  26-34
  2.1 引言  26
  2.2 实验装置  26-27
  2.3 主要药品与设备  27
  2.4 制备过程  27-28
    2.4.1 溶液的配制  27
    2.4.2 FeOOH/AC催化剂的制备过程  27-28
  2.5 FeOOH/AC催化剂的表征  28-29
    2.5.1 傅里叶变换红外光谱分析  28
    2.5.2 电子显微镜法  28
    2.5.3 电感耦合等离子体发射光谱  28-29
    2.5.4 比表面积分析  29
    2.5.5 X-射线衍射分析  29
  2.6 结果与讨论  29-33
    2.6.1 吸附能力的比较  29-30
    2.6.2 扫描电子显微镜图片  30-31
    2.6.3 透射电子显微镜图片  31-32
    2.6.4 X-射线衍射图谱  32
    2.6.5 傅里叶变换红外光谱  32-33
  2.7 小结  33-34
3 非均相electro-Fenton-like体系氧化降解偶氮染料  34-44
  3.1 引言  34
  3.2 主要药品与设备  34-36
    3.2.1 主要药品和仪器  34-35
    3.2.2 实验装置  35-36
  3.3 FeOOH/AC非均相Fenton-like系统降解偶氮染料的影响因素  36-42
    3.3.1 罗丹明B吸光度-浓度工作曲线的测定  36-37
    3.3.2 FeOOH/AC对罗丹明B的吸附曲线的测定  37-38
    3.3.3 多影响因素正交实验  38-39
    3.3.4 H_2O_2的投加量对脱色率的影响  39-40
    3.3.5 H_2O_2的投加方式对脱色率的影响  40
    3.3.6 罗丹明B起始浓度对脱色率的影响  40-41
    3.3.7 FeOOH/AC的再生效率  41-42
  3.4 FeOOH/AC的催化机理  42-43
  3.5 小结  43-44
4 FeOOH/AC非均相类Fenton体系处理实际废水的研究  44-50
  4.1 引言  44
  4.2 实验室苋菜红模拟染料废水的处理研究  44-48
    4.2.1 非均相electro-Fenton系统对苋菜红染料的脱色和TOC去除  44-47
    4.2.2 非均相electro-Fenton系统降解苋菜红的机理  47-48
  4.3 对医药废水的处理研究  48-49
  4.4 小结  49-50
5 结论与创新点  50-52
  5.1 结论  50
  5.2 创新点  50-51
  5.3 建议  51-52
参考文献  52-57
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  57-58
致谢  58-59

基于FeOOH/AC催化剂类电芬顿体系的性能及应用研究

内容摘要

全文目录

相似论文