类铁基复合氧化物催化芬顿氧化水中有机染料的研究

来源 :河北师范大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:chenzhong1983
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芬顿技术在污水处理领域研究较多(可作为预处理、中间处理和后处理),是一种处理范围较广、效率较高的污水处理技术。该反应具有氧化性强、操作简单、反应条件温和等特点在催化降解染料等有机污染物方面具有独特优势。但是传统芬顿反应还存在p H适应范围窄、易产生二次污染等问题,这限制了其进一步的应用。因此,在环境催化领域,开发p H适应范围广的类芬顿催化材料一直是活跃而极具挑战性的研究课题。本文较为系统的研究了Fe Co2O4-S和Fe/Ce O2两种纳米材料的制备、结构特性及对水中污染物的催化降解性能。研究内容和结论主要分为以下三个方面:(1)十二烷基磺酸钠改性铁钴复合金属氧化物的制备及其催化性能本章通过简单的共沉淀方法制备的钴酸铁多相催化剂,研究了十二烷基磺酸钠(SDS)对钴酸铁(Fe Co2O4)的结构、表面电荷、电子转移能力以及催化活性的影响。十二烷基磺酸钠改性钴酸铁催化剂(Fe Co2O4-S)比Fe Co2O4在催化降解亚甲基蓝(MB)溶液时表现出了更高的催化活性,可归因于其更高效的电子转移能力。SDS加快了催化剂表面三价铁(Fe3+)被过氧化氢(H2O2)和超氧自由基?O2-还原成二价铁(Fe2+)的反应,Fe Co2O4-S催化剂表面高密度的Fe2+又促进H2O2分解为羟基自由基(?OH),从而实现对MB的高效降解。此外,SDS提高了催化剂对MB的吸附能力。有利于表面产生的?OH和吸附的MB之间的反应。(2)铁掺杂介孔氧化铈的制备及其催化性能本章通过简单的共沉淀的方法制备了铁掺杂氧化铈的催化剂,并研究了它对MB有机溶液的催化氧化能力。结果表明铁掺杂到了氧化铈的结构中,改变了催化剂的催化性能,提高了对MB降解的能力,?O2-是降解MB的主要活性物种。铁掺杂氧化铈1%的催化剂相较其他比例的催化剂的降解效果要好,在p H中性条件下具有最好的催化活性(3)Fe Co2O4–S对不同污染物催化降解的研究本章探究了催化剂Fe Co2O4-S对有机污染物的催化降解,选取了三种常见的有机染料分别是萘酚蓝黑、罗丹明、甲基橙作为催化目标。结果表明,催化剂对三种污染物都有一定程度的降解。以萘酚蓝黑降解效果最佳,作为代表,探究在降解过程中p H、温度、H2O2浓度、阴阳离子对结果得影响。结果表明,反应的最佳条件为p H=6.5、温度为40°C、15 m L H2O2,添加阴阳离子都能不同程度的促进反应的进行。
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