【摘要】：甲醛是一種具有廣泛用途的化工原料,但在其生產(chǎn)和利用過程中會產(chǎn)生大量含甲醛的廢水,甲醛的存在不僅破壞水體生態(tài)環(huán)境,而且危害人類健康。與廣泛應(yīng)用的生物法相比,催化濕式氧化劑技術(shù)可更有效去除廢水中的甲醛,但現(xiàn)有較為有效的催化劑貴金屬含量高,且催化性能仍需進一步提升。故本論文的研究目標(biāo)是研制出貴金屬含量低、催化活性好、穩(wěn)定性好的催化濕式氧化無害化處理甲醛廢水的催化劑,主要研究結(jié)果如下:1、在所研究的TiO2、CeO2和R-MnO2(棒狀MnO2)三種載體中,R-MnO2為負(fù)載型Pt催化劑的最優(yōu)載體。Pt/R-MnO2催化劑具有優(yōu)良的催化濕式氧化甲醛催化活性,即使在50℃的低溫,Pt/R-MnO2(Pt的負(fù)載量可低至0.1%)催化劑也能脫除82.3%的甲醛,而在相同條件下,Pt/TiO2和Pt/CeO2催化劑的甲醛脫除率分別僅為11.0和35.4%。XRD、H2-TPR和XPS表征結(jié)果表明,良好的金屬分散性和氧化還原特性是Pt/MnO2催化劑具有優(yōu)良催化性能的主要原因。結(jié)果還表明,反應(yīng)過程中體系pH值的降低會導(dǎo)致活性金屬的流失。2、在結(jié)果1的基礎(chǔ)上,進一步探究了 MnO2形貌對Pt/MnO2催化劑催化濕式氧化無害化處理甲醛廢水催化性能的影響。與Pt/R-MnO2和Pt/S-MnO2(片狀)相比,Pt/C-MnO2(蠶絲狀)催化劑具有更高的催化活性和穩(wěn)定性。Pt/C-MnO2初始甲醛脫除率為88.1%,連續(xù)反應(yīng)4次后仍高達80.8%。而在相同條件下,Pt/R-MnO2和Pt/S-MnO2的甲醛脫除率則分別由最初的82.2和82.4%降低至最終的16.3和35.6%。TEM和分散度測定結(jié)果表明,Pt/C-MnO2催化劑的Pt具有更好的分散性。XPS和O2-TPD結(jié)果表明,Pt/C-MnO2催化劑具有更豐富的表面氧物種。H2-TPR結(jié)果表明,Pt/C-MnO2催化劑具有更低的還原溫度和更強的氧化能力。反應(yīng)前后催化劑的ICP表征結(jié)果表明,Pt/C-MnO2催化劑具有更好的抗流失性能。高的分散度、豐富的表面氧物種、強的氧化能力和良好的抗流失性能是Pt/C-MnO2催化劑具有優(yōu)良催化性能的主要原因。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;X78
【圖文】：

圖２．１催化濕式氧化甲醛的反應(yīng)裝置示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｄｅｖｉｃｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃａｔａｌｙｓｔ邋ｗｅｔ邋ａｉｒ邋ｏｘｉｄａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ邋ｒｅａｃｔｉｏｎ逡逑圖２．１為評價催化劑的裝置示意圖，數(shù)字１－１１分別為：１．氧氣閥；２．取樣逡逑閥；３．溫控儀；４．壓力表；５．?dāng)嚢杵�；６．反�?yīng)爸；７．恒溫箱；８．催化劑；９．氧氣逡逑瓶；１０．氮氣瓶；１］．溫控裝置。逡逑２．２．２催化劑性能評價逡逑催化劑評價過程為：向反應(yīng)釜中先加入０．２邋ｇ催化劑，再加入４０邋ｍＬ預(yù)先配逡逑好的甲醛模擬反應(yīng)液（８００邋ｐｐｍ），擰緊，充入０．５邋ＭＰａ氮氣，緩慢排空，連續(xù)上逡逑述操作四次，確保釜內(nèi)空氣完全被氮氣置換，調(diào)轉(zhuǎn)速至７００邋ｒｐｍ，設(shè)定反應(yīng)溫度逡逑以及時間，待到溫度升至實驗所需的溫度時，緩慢排空氮氣，沖入一定壓力的氧逡逑氣。待到達設(shè)定反應(yīng)時間后，將反應(yīng)釜放入冰水中，快速冷卻至室溫。反應(yīng)結(jié)束逡逑后，對反應(yīng)后的樣品液進行ＴＯＣ和乙酰丙酮分光光度法測定，再進行轉(zhuǎn)化率分逡逑析。固體催化劑進行洗滌、過濾得到，再通過鼓風(fēng)干燥箱進行干燥。逡逑注：本論文中

圖２．２甲醛溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線逡逑Ｆｉｇ．邋２邋２邋Ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ逡逑二乘法計算其回歸方程式為：逡逑ｙ邋＝邋０．０１０６ｘ＋０．０１４４邐Ｒ２＝邋０．９９９７逡逑中校準(zhǔn)吸光度ｙ為溶液測得的吸光度Ａ值扣除零濃度的樣品的吸光

Ｆｉｇ．邋３．４邋ＸＲＤ邋ｐａｔｔｅｒｎｓ邋ｏｆ邋Ｐｔ－Ｒｏｄ－ｌｉｋｅ－Ｍｎ０２邋ｃａｔａｌｙｓｔｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｐｔ邋ｌｏａｄｉｎｇ逡逑３．３．５不同載體負(fù)載０．１％邋Ｐｔ催化劑的Ｈ２－ＴＰＲ逡逑圖３．５為三種載體負(fù)載０．１邋％邋Ｐｔ的Ｈ２－ＴＰＲ結(jié)果，通過Ｈ２－ＴＰＲ的還原峰的逡逑溫度可以比較不同催化劑的氧化還原能力之間的差異。從結(jié)果可以看出，Ｍｎ０２逡逑作為載體時，負(fù)載０．１邋％邋Ｐｔ之后的催化劑在較低溫度（２８５邋°Ｃ）有個低溫還原峰，逡逑且峰面積遠大于高溫區(qū)還原峰的峰面積，這說明０．１％Ｐｔ－Ｒｏｄ－ｌｉｋｅ－ＭｎＯ２相比于逡逑０．１％Ｐｔ－ＣｅＯ２、０．１％Ｐｔ－ＴｉＯ２催化劑，其表面更容易被還原，氧化還原能力更強，逡逑這與催化劑在催化降解甲醛廢水時表現(xiàn)出的活性數(shù)據(jù)是一致的。而當(dāng)Ｃｅ０２、Ｔｉ０２逡逑作為載體負(fù)載０．１邋％邋Ｐｔ時，氧化還原峰的位置均出現(xiàn)在高溫區(qū)（４５０邋°Ｃ左右），逡逑表明這兩種催化劑的表面物種較難被還原，氧化能力也較弱，在氧化甲醛的實驗逡逑中，這兩種催化劑的活性和穩(wěn)定性都相對較差。逡逑２７逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 梅凡民;傅成誠;楊青莉;周亮;;活性炭表面酸性含氧官能團對吸附甲醛的影響[J];環(huán)境污染與防治;2010年03期

2 趙亞娟;陳睿;劉陽生;欒勝基;;負(fù)載無機銨鹽改性活性炭纖維對甲醛去除能力的影響[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2010年03期

3 郝玉翠;康天放;劉桐s

本文編號：2780621