【摘要】：水中的有機(jī)污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康都帶來(lái)了巨大危害,采用微波催化氧化技術(shù)是處理有機(jī)廢水的有效手段。碳納米管具有一維、中空和管狀結(jié)構(gòu),因巨大的比表面積及優(yōu)良的吸波性能,使其在微波照射下能高效降解有機(jī)污染物。進(jìn)一步改進(jìn)催化劑,將磁性材料鐵酸鹽負(fù)載到碳納米管的表面,以期提高有機(jī)污染物的降解效率,并比較了微波誘導(dǎo)下三種不同鐵酸鹽負(fù)載碳納米管的催化活性。采用微波誘導(dǎo)碳納米管催化降解技術(shù)(MW/CNTs)降解水中的偶氮染料,不同粒徑的碳納米管催化活性進(jìn)行比較。當(dāng)加入1.2 g/L碳納米管與25 m L,25 mg/L甲基橙在微波照射時(shí)間3.0 min,功率選擇450 W的條件下發(fā)生反應(yīng),三種粒徑10-20 nm、20-40 nm、40-60 nm碳納米管的降解率分別為89.2%、70.8%和62.9%。微波照射時(shí)間及功率、甲基橙的初始濃度、碳納米管加入量、甲基橙的初始p H值和碳納米管降解次數(shù)等影響降解效果的因素被詳細(xì)研究。結(jié)果表明了碳納米管結(jié)合微波能夠快速有效地降解水中染料,在微波的照射下,10-20 nm碳納米管在三種不同粒徑的碳納米管的比較中,表現(xiàn)出最高的催化活性。研究了在微波照射下催化劑鐵酸鋅負(fù)載碳納米管(Zn Fe2O4/CNTs)降解內(nèi)分泌干擾物雙酚A,我們選擇催化劑的合成手段為微波水熱法。當(dāng)催化劑制備條件是Fe3+濃度為0.03 mol/L,微波水熱壓力1.5 MPa,微波水熱時(shí)間30 min,前軀體p H值=9.5,當(dāng)加入0.8 g/L Zn Fe2O4/CNTs與25 m L,10 mg/L雙酚A在微波照射時(shí)間2.0 min,功率選擇750 W的條件下發(fā)生反應(yīng),降解率可達(dá)62.33%。在降解條件均相同的情況下,CNTs/MW體系的降解率稍小,為47.67%,因此,就催化活性比較而言,微波照射下Zn Fe2O4/CNTs要高于單純CNTs的。比較了三種鐵酸鹽負(fù)載碳納米管(Zn Fe2O4/CNTs、Co Fe2O4/CNTs、Ni Fe2O4/CNTs)的催化活性,我們選擇催化劑的合成手段仍為微波水熱法。探討了制備催化劑的過程中Fe3+濃度、微波水熱壓力,微波水熱時(shí)間及前軀體酸度對(duì)催化劑的影響。當(dāng)催化劑合成條件Fe3+濃度為0.03 mol/L,M-H壓力1.5 M,M-H時(shí)間30 min,前軀體酸度為9.5,當(dāng)微波作用4.0 min,功率達(dá)到750 W,加入0.4 g/L鐵酸鹽/CNTs的量,Zn Fe2O4/CNTs、Co Fe2O4/CNTs、Ni Fe2O4/CNTs結(jié)合微波催化降解25 m L,10 mg/L的甲基對(duì)硫磷的降解率分別是95.79%,91.48%和100%。因?yàn)閺?fù)合材料合成后結(jié)構(gòu)上的差異,三種催化劑對(duì)甲基對(duì)硫磷的降解效果順序?yàn)镹i Fe2O4/CNTsZn Fe2O4/CNTsCo Fe2O4/CNTs。綜上所述,碳納米管具有一定的微波催化活性,Zn Fe2O4/CNTs結(jié)合微波催化降解技術(shù)可以有效地破壞有機(jī)污染物使其徹底降解。微波作用下鐵酸鹽負(fù)載碳納米管降解活性要優(yōu)于CNTs。同時(shí),比較了三種鐵酸鹽負(fù)載碳納米管結(jié)合微波對(duì)有機(jī)污染物的降解效果,三者比較中,Ni Fe2O4/CNTs最好,Co Fe2O4/CNTs最差。微波誘導(dǎo)CNTs催化降解過程展現(xiàn)了很多的優(yōu)點(diǎn),如較高的降解效率、作用時(shí)間短、簡(jiǎn)單、迅速,無(wú)中間產(chǎn)物生成。所以,上述手段對(duì)水中有機(jī)物污染物的去除是非常有前景的。
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【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2371472