【摘 要】
：
本文以生物质废弃物为碳载体,通过简易浸渍-热解法合成了负载型生物炭催化材料。选取典型偶氮染料金橙II（Orange II）以及重金属六价铬(CrVI)为目标污染物。构建基于过一硫酸盐（PMS）新型类芬顿（Fenton）氧化技术以及基于甲酸（FA）新型化学催化还原技术反应体系。揭示复合催化材料结构的形成、演化规律以及控制步骤,诠释生物炭材料组成成分、微观结构与催化反应性能之间的构效耦合关系,阐明催化
论文部分内容阅读
本文以生物质废弃物为碳载体,通过简易浸渍-热解法合成了负载型生物炭催化材料。选取典型偶氮染料金橙II（Orange II）以及重金属六价铬(CrVI)为目标污染物。构建基于过一硫酸盐（PMS）新型类芬顿（Fenton）氧化技术以及基于甲酸（FA）新型化学催化还原技术反应体系。揭示复合催化材料结构的形成、演化规律以及控制步骤,诠释生物炭材料组成成分、微观结构与催化反应性能之间的构效耦合关系,阐明催化反应体系中活性组分和活性自由基的作用机制。主要研究内容及结果如下:（1）以生物质柚子皮为载体、氮碳源,以酞菁和铁酞菁为氮源、铁源,通过简易浸渍热解法合成了系列氮掺杂铁基生物炭催化材料（Fe-N@BC）,考察其活化PMS降解有机污染物和活化FA去除重金属CrVI的催化反应效率。通过多种表征方法分析复合材料的元素组成和结构形貌,结果表明Fe、N原子均匀分布在三维分级多孔生物炭载体上,金属铁纳米粒子与氮掺杂碳层协同催化去除有机污染物和重金属离子。系统考察了反应温度、溶液p H值、PMS/FA用量等不同反应因素对催化效率的影响,循环实验表明催化剂具有很好的重复利用性。此外,通过自由基抑制实验和电子顺磁共振技术（ESR）证明了~1O2和2O·-是Fe-N@BC-600/PMS反应体系中矿化Orange II的主要活性氧物种。诠释了Fe-N@BC-600/PMS以及Fe-N@BC-800/FA体系的催化反应机理。（2）以生物炭材料为载体,通过简易热解法构建了系列氮掺杂钼铁负载生物炭催化材料（Fe-Mo@N-BC）,并将其应用于类Fenton反应降解有机污染物。通过XRD、XPS、Raman、FESEM、FETEM、BET等现代表征分析测试技术对复合材料的元素组成、结构形貌进行分析,结果表明Fe、Mo原子均匀分布在氮掺杂多孔生物炭载体上,Fe和Mo之间的协同作用,促进了PMS的活化和有机污染物的降解,N掺杂多孔生物炭提高了金属的负载量和导电性,加速了催化过程中的电子传递。Fe-Mo@N-BC在循环使用后仍具有较高的催化活性和稳定性。自由基淬灭实验和ESR结果表明Fe-Mo@N-BC可以同时诱导非自由基（~1O2）和自由基(HO·、SO4·-、O2·-)的产生,阐明了催化体系的反应机理。
其他文献
大气环境污染问题近年来日益严重,其中VOCs对自然环境及人类健康均有巨大影响。光催化技术作为绿色环保、处理效率高的技术之一,在解决挥发性有机物（Volatile organic compounds,VOCs）污染的问题中发挥重要作用。近年来,高效的光响应光催化剂,已经引起研究者们极大的重视而被广泛研究。其中,铋系催化剂因为其含量丰富、稳定性高、毒性低、经济效益高等原因受到科学家们广泛关注,赤铁矿则
在经济社会不断发展、生态环境问题持续凸显的大背景下,城市河湖水生态环境恶化、河湖砂石过度开采、水体富营养化等城市水生态相关问题日益严峻。这些问题极大地阻碍了经济社会的高质量发展和人民生活水平的进一步提升。水生态及相关问题的研究已成为当前水科学研究的前沿和热点领域,它对于一个城市的可持续发展、居民生活水平的提高至关重要。为探索科学合理的城市水生态建设定量评价方法,论文在对安徽省城市水生态建设现状分析
肉制品的低脂低盐化是肉类产品发展的一个重要方向。抗性淀粉（Resistant starch,RS）是一种天然的高分子化合物,能够改善肉制品凝胶、持水、质构等品质特性,并赋予肉制品一定的健康功能。RS如何影响低脂肉制品的风味,值得探索。本研究以肉制品低脂低盐化为目标,试验研究RS添加量（0～3%）、种类（RS2、RS3）和蒸煮温度（80℃、100℃、120℃）对低脂低盐猪肉乳化肠风味的影响,并从凝胶
近年来,介质阻挡放电低温等离子体（DBD-NTP）技术以其高效、环境友好及操作简单等优点,受到广泛关注。DBD-NTP协同均相/非均相催化技术,能够进一步提高其能量效率和对污染物的降解率。二氧化钛（TiO2）是目前应用广泛的光催化半导体材料,暴露{001}面的缺陷二氧化钛(TiO2-x)较普通TiO2相比拥有更加优良的光催化活性。与单一的光催化剂相比,半导体与磁性层状双氢氧化物（LDHs）复合催化
厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器属于第三代高效厌氧反应器,具有较好的研究应用前景。然而,当前研究对EGSB反应器的污染物传质及分布关注较少,而污染物的分布影响微生物生存环境,进而影响反应器的处理效率。构建CFD-厌氧消化耦合模型,对EGSB反应器内部流场和浓度场进行模拟,以生物死区宽度、污染物浓度标准差和污染物去除率为指标,研究污染物分布均匀性及其对处理效率的影响,进而对反应器进行优化。首先构
论文采用共沉淀法制备系列硝酸根型LDHs,再焙烧制得相应的LDO,考察并确定了制备工艺条件;以K2Cr2O7溶液模拟含Cr（Ⅵ）废水,以所制备LDO对其进行处理,考察并优化了吸附脱除工艺条件;对吸附Cr（Ⅵ）饱和的LDO进行了再生,考察并优化了再生工艺条件,初步探讨了解吸再生机理。对模拟废水中Cr（Ⅵ）离子吸附脱除过程的吸附热力学、吸附动力学进行了研究,初步探讨了其吸附脱除机理。论文主要研究结论如
厌氧氨氧化（Anammox）工艺因拥有成本低和效率高等优点,应用前景十分明朗。但该工艺目前存在许多缺陷,如启动时间长、稳定性差等问题。基于生物载体的污水生物处理工艺可以有效保存生物量,具有更强的抗冲击负荷能力,以此来加速Anammox工艺的启动和稳定运行。常用的生物载体如惰性有机载体由高分子材料制备而成,但这类生物载体存在一些问题,例如结构光滑、表面呈疏水性和电负性、生物亲和性差,导致其不利于挂膜
藻类可以吸收二氧化碳产生氧气供给好氧细菌利用进行有机物氧化,同时可以吸收污水中氮、磷等元素。若将藻类和活性污泥耦合,则可以降低活性污泥曝气所需的能耗,同时解决藻类沉降性能差、回收率低、资源浪费等缺点。本研究研究混合及曝气对菌藻系统处理废水的影响,探究菌藻耦合的可行性,同时在ASM3基础上构建菌藻共生数学动力学模型,进行敏感性与不确定性分析,研究模型参数选取对模型输出结果及敏感性分析的影响,最后基于
重金属镉对生物有毒害作用,不仅减缓植物的生长发育,同时可以随着食物链的传递而富集,从而给动物带来不可逆的伤害。本研究发现拟南芥AtERF5基因参与调节植物响应镉胁迫,并对其响应镉胁迫的潜在分子机制进行了探讨,主要结果如下:1.AtERF5基因缺失突变体erf5-1对镉耐受;用AtERF5基因回补突变体植株erf5-1,镉耐受表型消失;AtERF5基因过表达植株对镉胁迫敏感,综合上述表型得出:AtE
碱性含铜蚀刻废液是印刷电路板蚀刻工序过程中产生的废弃物,其主要成分为Cu（NH3）4Cl2、氯、氨氮,如不经妥当处置就直接排放,不仅浪费了宝贵资源,而且对环境造成巨大伤害。该废液的无害化处理受到了人们的广泛关注。本文研究了以碱性含铜蚀刻废液为原料制取碱式碳酸铜、活性氧化铜、氯化钠的工艺,探索了氯化钠处理玻璃减薄蚀刻废液回收氟硅酸钠的工艺,试验确定了各产品制备的最适宜工艺条件,并对活性氧化铜生产过程