【摘要】：隨著科研工作者對(duì)非均相多孔Fenton催化劑的研究深入,對(duì)鐵Fenton催化劑進(jìn)行金屬摻雜是提高鐵基催化劑活性的有效途徑。本文開發(fā)了一種新型類-Fenton催化劑——將熔體快淬法制備的包含bcc富Fe(Co)相和fcc富Cu相兩相結(jié)構(gòu)的Fe_(42.5-x)Co_xCu_(57.5)(x=0,10,20)合金條帶前驅(qū)體,通過選擇性腐蝕法將合金中的富Cu相溶解制備得三維納米多孔Fe-Co合金,利用X射線衍射儀、掃描電鏡、能量色散譜儀和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)表征和分析了其結(jié)構(gòu)、組成、微觀形貌和磁性能,并研究了不同Co含量和不同結(jié)構(gòu)對(duì)Fe-Co合金Fenton催化降解偶氮類染料甲基橙的影響。結(jié)果表明,Co元素的添加和納米多孔結(jié)構(gòu)均有益于提高該系列合金的催化反應(yīng)效率,并且隨著孔隙結(jié)構(gòu)的細(xì)化,催化性能進(jìn)一步提高。孔隙結(jié)構(gòu)的細(xì)化和比表面積的增加使納米多孔合金的催化降解效率提高,從而能夠在更低的反應(yīng)溫度或者更高的pH環(huán)境中進(jìn)行。對(duì)于快淬速度50 m/s的Fe_(22.5)Co_(20)Cu_(57.5)去合金化后獲得的納米多孔Fe-Co合金,其對(duì)于50 mg/L甲基橙溶液的最優(yōu)Fenton催化反應(yīng)參數(shù)為:pH=3,溫度313 K,H_2O_2濃度35.2 m M,合金投加濃度80 mg/L。為降低H_2O_2的使用劑量即成本,對(duì)上述最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整,采用H_2O_2濃度17.6 mM,對(duì)該材料催化降解甲基橙進(jìn)行了循環(huán)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明獲得的納米多孔Fe-Co合金具有很好的重復(fù)使用性和催化降解效率,連續(xù)5次循環(huán)反應(yīng)中對(duì)甲基橙的催化降解率均在30 min內(nèi)達(dá)到100%。實(shí)驗(yàn)通過對(duì)甲基橙的降解研究,證實(shí)開發(fā)的納米三維多孔Fe-Co合金是一種高速、高效的類-Fenton催化劑。這種雙金屬體系為高級(jí)氧化技術(shù)發(fā)展成為高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的水處理技術(shù)和今后實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

FeHO2HFe2HO222 3022 FeFe3Fe林光輝[40]等研究表明：在 pH 為 3，溫度為 30℃的偶氮染料活性艷橙中加入 0.8 g/L 的 Fe0和 5 mM 的 H2O2，反應(yīng)進(jìn)行 60 min 時(shí)，溶液中的活已經(jīng)被降解到了 96.2%以上。經(jīng)過探索，Kalle[41]等在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)參數(shù)下Fe0-Fenton 技術(shù)降解含油的廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)，廢水中的 COD 去除了 92%。Wang 等[42]等發(fā)現(xiàn)在 pH 值為 2~5 范圍內(nèi)，Na-Y 沸石負(fù)載納米零建的異相 Fenton 體系對(duì)含有鄰苯二甲酸氫鉀的廢水進(jìn)行處理，反應(yīng)結(jié)束水中鄰苯二甲酸氫鉀的COD去除率都達(dá)到60%以上。Zhang等[43-45]結(jié)合電和超聲 Fenton 催化技術(shù)，在 pH 值小于 7 的條件下，將還原法制備的核-的 Fe@Fe2O3納米線用于催化降解含有羅丹明 B 的溶液，結(jié)果表明：具有結(jié)構(gòu)的 Fe@Fe2O3納米線催化性能優(yōu)于常規(guī)的 Fe2+、Fe3 +、Fe2 +/Fe2O3和 F化劑，且該催化劑也表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，能夠進(jìn)行循環(huán)利用，這主要Fe0→Fen+→Fe2O3原位鐵物種之間的循環(huán)，如圖 1-1 所示。

第二章 實(shí)驗(yàn)材料和品的制備料及母合金熔煉采用圖 2-2 所示的非自耗真空電弧爐熔煉獲得母合金。將金屬原料除氧化皮后，，按原子比為 Fe42.5-xCoxCu57.5（x = 0，10，20）進(jìn)行配料總質(zhì)量為 10 g。熔煉合金之前，清潔爐腔，用 800#的 SiC 砂紙砂紙極鎢頭，再用無水乙醇擦洗爐腔。準(zhǔn)備工作完成后，將配好的原料中。因?yàn)殍F和鈷的熔點(diǎn)高于銅且與銅基本不互溶，所以為了制得的金錠，先把鐵鈷熔煉均勻，然后再把鐵鈷合金和銅進(jìn)行熔煉。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.36;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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2 王彥斌;趙紅穎;趙國華;王宇晶;楊修春;;基于鐵化合物的異相Fenton催化氧化技術(shù)[J];化學(xué)進(jìn)展;2013年08期

3 林光輝;吳錦華;李平;王向德;楊波;;零價(jià)鐵與雙氧水異相Fenton降解活性艷橙X-GN[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2013年03期

4 王來斐;;UV/Fenton處理苯酚廢水的研究[J];工業(yè)用水與廢水;2012年05期

5 劉尚超;薛改鳳;張壘;段愛民;張楠;;焦化廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J];工業(yè)水處理;2012年01期

6 周朝暉;史紅芳;孟志國;尉國紅;關(guān)云峰;;O_3/UV高級(jí)氧化法去除腈綸廢水生化出水中COD的研究[J];化學(xué)工程師;2011年07期

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本文編號(hào)：2682346