發(fā)布時間：2023-10-06 09:42

　　預計到2020年全球尿素市場產能將穩(wěn)定在2.2億噸左右,尿素的高產會導致在合成過程中產生1.1億噸左右的工藝廢水,其中大約含有0.5-2 wt%尿素。如若處理不達標的尿素工藝廢水被直接排放,不僅會造成尿素資源以及水資源的浪費,還會加重生態(tài)環(huán)境的負擔。目前工業(yè)上普遍采用熱力水解法處理尿素工藝廢水,但該法需要高溫高壓的反應條件,對設備的要求較高且能耗大。此外,處于實驗研究階段的方法仍有很多,但是均不適于工業(yè)化處理尿素工藝廢水。而非均相催化降解法以其固液易分離、能耗小的優(yōu)點,有望成為很有前景的處理尿素工藝廢水的方法。非均相催化降解法大多采用金屬或金屬氧化物用于催化尿素水解,但是為了既能保證催化劑優(yōu)良性能又降低催化劑的制備成本,以便推廣工業(yè)化應用,制備負載型催化劑成為解決以上問題的有效途徑。本文首先采用原位負載法合成了MnO₂/C催化劑,將其應用于尿素工藝廢水的催化降解。改變合成原料以及處理條件等因素,探究其在催化劑制備過程中對催化劑結構的影響,并通過一系列相關表征進一步研究催化劑的構效關系。得到了如下結論:1、溶液的堿性減弱以及合成溫度的升高都會致使催化劑晶型由δ-Mn...

【文章頁數】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 前言
    1.2 尿素水解原理
    1.3 尿素廢水處理方法
        1.3.1 熱力水解法
        1.3.2 脲酶水解法
        1.3.3 生物降解法
        1.3.4 氧化法
        1.3.5 吸附法
        1.3.6 催化降解法
    1.4 催化降解法的研究現(xiàn)狀
    1.5 二氧化錳負載型催化劑
        1.5.1 二氧化錳晶體結構
        1.5.2 載體的選擇
        1.5.3 制備方法
    1.6 立題依據與研究內容
        1.6.1 立題依據
        1.6.2 研究內容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料與儀器
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 催化劑的制備
    2.3 水解反應
        2.3.1 尿素水解
        2.3.2 水解液中剩余尿素含量的測定
    2.4 催化劑的表征
        2.4.1 X射線衍射(XRD)
        2.4.2 拉曼光譜(Raman)
        2.4.3 比表面積和孔徑的測定(BET)
        2.4.4 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
        2.4.5 掃描電鏡分析(SEM)
        2.4.6 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.4.7 熱重分析(TGA)
        2.4.8 氫氣程序升溫還原(H₂-TPR)
    2.5 晶格參數的計算
        2.5.1 晶面間距dhkl
        2.5.2 晶粒尺寸D
第三章 原位負載MnO₂/C催化劑的制備
    3.1 合成方法的影響
        3.1.1 合成方法對催化劑結構的影響
        3.1.2 合成方法對尿素降解率的影響
    3.2 酸堿種類的影響
        3.2.1 酸堿種類對催化劑結構的影響
        3.2.2 酸堿種類對尿素降解率的影響
    3.3 高錳酸鉀-尿素溶液濃度的影響
        3.3.1 高錳酸鉀-尿素溶液濃度對催化劑結構的影響
        3.3.2 高錳酸鉀-尿素溶液濃度對尿素降解率的影響
    3.4 合成溫度的影響
        3.4.1 合成溫度對催化劑結構的影響
        3.4.2 合成溫度對尿素降解率的影響
    3.5 合成時間的影響
        3.5.1 合成時間對催化劑結構的影響
        3.5.2 合成時間對尿素降解率的影響
    3.6 焙燒溫度的影響
        3.6.1 焙燒溫度對催化劑結構的影響
        3.6.2 焙燒溫度對尿素降解率的影響
    3.7 焙燒時間的影響
        3.7.1 焙燒時間對催化劑結構的影響
        3.7.2 焙燒時間對尿素降解率的影響
    3.8 本章小節(jié)
第四章 原位負載MnO₂/C催化尿素工藝廢水降解的研究
    4.1 尿素水解條件的影響
        4.1.1 催化劑的用量對尿素降解率的影響
        4.1.2 水解溫度對尿素水解的影響
        4.1.3 水解時間對尿素水解的影響
    4.2 催化劑的穩(wěn)定性
    4.3 尿素水解動力學的研究
        4.3.1 反應級數
        4.3.2 化學反應速率
        4.3.3 活化能
    4.4 MnO₂/C催化尿素水解機理的推測
    4.5 本章小節(jié)
第五章 結論與建議
    5.1 主要結論
    5.2 課題創(chuàng)新點
    5.3 今后工作建議
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文



本文編號：3851610