本論文以親水性介孔碳（HMC）為載體合成了三種不同的芬頓催化劑。采用浸漬法合成了鐵離子耦合介孔碳(Fe（Ⅲ）-HMC),鐵離子與羧基相互作用形成離子鍵而牢固限制在介孔碳框架內(nèi);并以Fe（Ⅲ）-HMC為前驅(qū)體采用水熱法合成了水鐵礦負(fù)載的介孔碳（Fhy/HMC）和針鐵礦負(fù)載的介孔碳（α-FeOOH/HMC）。以苯酚為模型污染物,通過(guò)檢測(cè)苯酚的降解效率以及礦化效率來(lái)表征催化劑活性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Fe（Ⅲ）-HMC催化性能穩(wěn)定高效,可見(jiàn)光照可以提升其催化劑活性,其在很寬的pH范圍（3⁹）都能對(duì)污染物達(dá)到很好的降解效果,酸性條件下催化活性更高,鐵離子流失少,并且對(duì)5種不同污染物的TOC去除率要高于當(dāng)量鐵濃度的均相芬頓系統(tǒng)。對(duì)比不同水熱合成時(shí)間對(duì)Fhy/HMC催化性能的影響,發(fā)現(xiàn)水熱時(shí)間越長(zhǎng),Fhy顆粒尺寸越大,但包裹在HMC骨架中具有小晶粒尺寸的Fhy具有更好的催化性能,因?yàn)樾【Я３叽绲腇hy能提供更多的活性位點(diǎn)以及與介孔碳表面具有氧化還原性功能性基團(tuán)間的有效電子傳遞。在α-FeOOH/HMC中具有可見(jiàn)光吸收特性的α-FeOOH通過(guò)C-O-Fe鍵HMC復(fù)合,可見(jiàn)光照可以提高α-F...

【文章來(lái)源】： 上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 均相芬頓的研究進(jìn)展
        1.2.1 均相芬頓體系
        1.2.2 均相芬頓體系的改進(jìn)
    1.3 非均相芬頓技術(shù)的研究進(jìn)展
        1.3.1 鐵礦物非均相芬頓體系
        1.3.2 鐵/鐵氧化物負(fù)載型非均相芬頓體系
    1.4 碳材料在非均相芬頓體系中的應(yīng)用
        1.4.1 活性碳非均相芬頓體系
        1.4.2 介孔碳非均相芬頓體系
    1.5 課題研究?jī)?nèi)容與意義
        1.5.1 本課題研究的目的意義
        1.5.2 本課題研究的主要內(nèi)容
        1.5.3 課題研究技術(shù)路線圖
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 親水性有序介孔碳的制備
        2.2.2 Fe（Ⅲ）-HMC的合成制備
        2.2.3 Fhy/HMC的合成制備
        2.2.4 α-FeOOH/HMC的合成制備
        2.2.5 純羥基氧鐵的合成
    2.3 催化劑的表征
    2.4 芬頓反應(yīng)的測(cè)試與評(píng)價(jià)方法
        2.4.1 苯酚的礦化效率
        2.4.2 苯酚的氧化效率
        2.4.3 雙氧水的消耗
        2.4.4 鐵離子的檢測(cè)
        2.4.5 自由基的檢測(cè)
第三章 介孔碳耦合鐵離子FE（Ⅲ）-HMC的非均相光芬頓性能研究
    3.1 引言
    3.2 Fe（Ⅲ）-HMC的性能表征與分析
        3.2.1 XRD和SAXS分析
        3.2.2 SEM和TEM分析
        3.2.3 BET分析
        3.2.4 Raman和FTIR分析
        3.2.5 TG分析
        3.2.6 XPS分析
    3.3 Fe（Ⅲ）-HMC的非均相光芬頓性能研究
        3.3.1 Fe（Ⅲ）-HMC非均相光芬頓降解苯酚
        3.3.2 pH值對(duì)非均相光芬頓降解苯酚的影響
        3.3.3 Fe（Ⅲ）-HMC催化劑的穩(wěn)定性分析
        3.3.4 Fe（Ⅲ）-HMC對(duì)不同污染物TOC的去除
    3.4 Fe（Ⅲ）-HMC對(duì)苯酚的降解機(jī)理分析
        3.4.1 固體EPR測(cè)試
        3.4.2 電化學(xué)測(cè)試
        3.4.3 自由基檢測(cè)
        3.4.4 非均相光芬頓體系的反應(yīng)機(jī)理
    3.5 本章小結(jié)
第四章 介孔碳負(fù)載水鐵礦FHY/HMC的非均相芬頓性能研究
    4.1 引言
    4.2 Fhy/HMC的材料表征
        4.2.1 XRD分析
        4.2.2 SEM和 HRTEM分析
        4.2.3 BET分析
        4.2.4 FTIR分析
    4.3 Fhy/HMC的催化性能分析
    4.4 Fhy-5/HMC的穩(wěn)定性分析
    4.5 Fhy/HMC對(duì)苯酚的降解機(jī)理分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 介孔碳負(fù)載針鐵礦Α-FEOOH/HMC的非均相光芬頓性能研究
    5.1 引言
    5.2 α-FeOOH/HMC的性能表征與分析
        5.2.1 XRD分析
        5.2.2 SEM和 HRTEM分析
        5.2.3 BET分析
        5.2.4 UV-vis圖譜
    5.3 非均相芬頓降解苯酚的影響因素分析
        5.3.1 可見(jiàn)光的影響
        5.3.2 H₂O₂濃度的影響
        5.3.3 催化劑劑量的影響
        5.3.4 pH的影響以及H₂O₂的消耗
    5.4 α-FeOOH/HMC催化劑的穩(wěn)定性分析
        5.4.1 反應(yīng)體系中鐵離子的流失
        5.4.2 α-FeOOH/HMC的循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)
        5.4.3 循環(huán)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析
    5.5 α-FeOOH/HMC對(duì)苯酚的降解機(jī)理分析
        5.5.1 不同條件下苯酚的礦化效率
        5.5.2 自由基的檢測(cè)
        5.5.3 非均相光芬頓體系的反應(yīng)機(jī)理
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本論文工作總結(jié)
    6.2 論文展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號(hào)：3536179