Fe/ZSM-5分子篩的制備及其染料降解性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-22 18:25
采用ZSM-5和S-1分子篩作為載體,通過(guò)調(diào)節(jié)分子篩孔結(jié)構(gòu)、分子篩后處理以及調(diào)節(jié)鐵含量、負(fù)載方式等,制備了一批Fe/ZSM-5和Fe/S-1,并進(jìn)行亞甲基藍(lán)降解反應(yīng)評(píng)價(jià)其性能。研究了Fe/ZSM-5的孔結(jié)構(gòu)、酸性等因素對(duì)催化性能的影響,并探討了活性組分的組成。制備了四種具有不同孔結(jié)構(gòu)的ZSM-5,通過(guò)等體積浸漬法,將鐵引入ZSM-5中,得到四種Fe/ZSM-5。介孔的引入顯著提高了催化劑在亞甲基藍(lán)降解反應(yīng)中的活性,具有最大介孔含量的Fe/ZSM-5-PHP具有最高的催化活性。比較同樣具備介孔結(jié)構(gòu),但不含酸性位點(diǎn)的S-1作為載體制備的Fe/S-1-PHP、未負(fù)載鐵的ZSM-5-PHP和上述Fe/ZSM-5-PHP的催化性能。發(fā)現(xiàn),Fe/S-1-PHP和ZSM-5-PHP幾乎沒(méi)有活性。推測(cè)催化活性很可能需要Fe與酸性共同起作用。浸漬法得到Fe/S-1,然后通過(guò)TPAOH處理得到中空封裝結(jié)構(gòu)的Fe@S-1。前者活性很弱,而后者產(chǎn)生了較好的活性。在TPAOH處理過(guò)程中發(fā)生二次晶化,部分氧化鐵顆粒從外表面轉(zhuǎn)移到了內(nèi)部,并且產(chǎn)生了骨架Fe物種。采用浸漬、原位合成、離子交換等方式分別將Fe引入分子篩...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 分子篩簡(jiǎn)介
1.2 ZSM-5分子篩
1.2.1 ZSM-5分子篩簡(jiǎn)介
1.2.2 ZSM-5分子篩的應(yīng)用
1.2.3 ZSM-5的制備方法
1.3 多級(jí)孔ZSM-5的制備
1.3.1 模板法
1.3.2 后處理法
1.3.3 合成條件調(diào)控
1.4 分子篩負(fù)載金屬
1.4.1 浸漬法
1.4.2 二次晶化法
1.4.3 原位合成法
1.4.4 金屬-多級(jí)孔沸石分子篩
1.5 芬頓降解反應(yīng)
1.6 鐵-分子篩催化劑應(yīng)用于芬頓反應(yīng)
1.7 選題依據(jù)
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)用原料和試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 催化劑制備方法
2.3 催化劑的表征
2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)
2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
2.3.4 物理吸附脫附(BET)
2.3.5 氨氣程序升溫脫附(NH3-TPD)
2.3.6 吡啶紅外光譜(Py-IR)
2.3.7 紫外拉曼光譜(DXR)
2.3.8 電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP)
2.3.9 X射線光電子能譜(XPS)
2.4 催化劑反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
3 多級(jí)孔Fe/ZSM-5的制備、表征與反應(yīng)評(píng)價(jià)
3.1 催化劑制備
3.1.1 微孔ZSM-5的制備
3.1.2 NaOH處理ZSM-5
3.1.3 團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)ZSM-5的制備
3.1.4 多級(jí)孔ZSM-5的制備
3.1.5 多級(jí)孔S-1的制備
3.1.6 負(fù)載型Fe/ZSM-5和Fe/S-1 催化劑制備
3.2 孔道結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)影響
3.2.1 具有不同孔道結(jié)構(gòu)ZSM-5和Fe/ZSM-5 的表征
3.2.2 具有不同孔道結(jié)構(gòu)的Fe/ZSM-5催化劑反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
3.3 多級(jí)孔Fe/ZSM-5中不同鐵的負(fù)載量對(duì)反應(yīng)的影響
3.3.1 不同鐵負(fù)載量的多級(jí)孔Fe/ZSM-5的表征
3.3.2 不同鐵負(fù)載量的Fe/ZSM-5-PHP性能評(píng)價(jià)
3.4 酸性與反應(yīng)性能的聯(lián)系
3.4.1 S-1-PHP的形貌、孔結(jié)構(gòu)和酸性表征
3.4.2 ZSM-5-PHP負(fù)載鐵前后酸性變化
3.4.3 1Fe/S-1-PHP的反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
3.5 小結(jié)
4 Fe的不同負(fù)載方式對(duì)反應(yīng)活性的影響
4.1 浸漬法制備Fe/ZSM-5對(duì)反應(yīng)影響
4.1.1 浸漬法制備不同負(fù)載量的Fe/ZSM-5
4.1.2 浸漬不同量的Fe/ZSM-5的性能評(píng)價(jià)
4.2 中空封裝的Fe@S-1對(duì)反應(yīng)性能的影響
4.2.1 Fe/S-1和Fe@S-1 的制備
4.2.2 Fe/S-1和Fe@S-1 的表征
4.2.3 Fe/S-1和Fe@S-1 的催化性能評(píng)價(jià)
4.2.4 Fe/S-1和Fe@S-1 中的鐵物種表征
4.3 原位合成Fe-S-1對(duì)反應(yīng)活性的影響
4.3.1 不同鐵含量的Fe-S-1的制備
4.3.2 不同鐵含量的Fe-S-1的表征
4.3.3 Fe-S-1中鐵含量對(duì)催化性能的影響
4.4 離子交換法制備的Fe/ZSM-5對(duì)反應(yīng)活性的影響
3+/ZSM-5 制備"> 4.4.1 不同F(xiàn)e含量的Fe3+/ZSM-5 制備
3+/ZSM-5 的表征"> 4.4.2 不同F(xiàn)e含量的Fe3+/ZSM-5 的表征
3+/ZSM-5 的性能評(píng)價(jià)"> 4.4.3 不同F(xiàn)e含量的Fe3+/ZSM-5 的性能評(píng)價(jià)
3+/ZSM-5的催化性能評(píng)價(jià)"> 4.4.4 Fe3+/ZSM-5的催化性能評(píng)價(jià)
4.5 Fe在分子篩中的區(qū)域分布對(duì)反應(yīng)影響
4.5.1 不同Al分布的ZSM-5以及離子交換樣品制備
4.5.2 不同Al分布的ZSM-5表征
3+/ZSM-5 反應(yīng)性能評(píng)價(jià)"> 4.5.3 不同Al分布的Fe3+/ZSM-5 反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
4.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多級(jí)孔分子篩的合成研究進(jìn)展[J]. 黃世英,熊曉云. 工業(yè)催化. 2019(05)
[2]異相芬頓反應(yīng)降解廢水中有機(jī)污染物的研究進(jìn)展[J]. 李沛東,高穎,吳榮礎(chǔ),高俊發(fā). 應(yīng)用化工. 2019(03)
[3]沸石分子篩的綠色合成路線[J]. 歷陽(yáng),孫洪滿(mǎn),王有和,許本靜,閻子峰. 化學(xué)進(jìn)展. 2015(05)
[4]改性Fenton試劑處理模擬苯酚廢水研究[J]. 付益?zhèn)?于云江,馮俊生,陶靜. 環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志. 2013(03)
碩士論文
[1]綠色、低成本合成ZSM-5沸石分子篩的研究[D]. 張亞春.山西大學(xué) 2019
[2]鐵基磁性可見(jiàn)光芬頓催化劑的制備及其性能的研究[D]. 馬圓.河北師范大學(xué) 2019
[3]Silicalite-1晶體形貌和尺寸的調(diào)控及MFI型分子篩膜的制備[D]. 魯慧彬.浙江大學(xué) 2015
本文編號(hào):3046386
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【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 分子篩簡(jiǎn)介
1.2 ZSM-5分子篩
1.2.1 ZSM-5分子篩簡(jiǎn)介
1.2.2 ZSM-5分子篩的應(yīng)用
1.2.3 ZSM-5的制備方法
1.3 多級(jí)孔ZSM-5的制備
1.3.1 模板法
1.3.2 后處理法
1.3.3 合成條件調(diào)控
1.4 分子篩負(fù)載金屬
1.4.1 浸漬法
1.4.2 二次晶化法
1.4.3 原位合成法
1.4.4 金屬-多級(jí)孔沸石分子篩
1.5 芬頓降解反應(yīng)
1.6 鐵-分子篩催化劑應(yīng)用于芬頓反應(yīng)
1.7 選題依據(jù)
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)用原料和試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 催化劑制備方法
2.3 催化劑的表征
2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)
2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
2.3.4 物理吸附脫附(BET)
2.3.5 氨氣程序升溫脫附(NH3-TPD)
2.3.6 吡啶紅外光譜(Py-IR)
2.3.7 紫外拉曼光譜(DXR)
2.3.8 電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP)
2.3.9 X射線光電子能譜(XPS)
2.4 催化劑反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
3 多級(jí)孔Fe/ZSM-5的制備、表征與反應(yīng)評(píng)價(jià)
3.1 催化劑制備
3.1.1 微孔ZSM-5的制備
3.1.2 NaOH處理ZSM-5
3.1.3 團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)ZSM-5的制備
3.1.4 多級(jí)孔ZSM-5的制備
3.1.5 多級(jí)孔S-1的制備
3.1.6 負(fù)載型Fe/ZSM-5和Fe/S-1 催化劑制備
3.2 孔道結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)影響
3.2.1 具有不同孔道結(jié)構(gòu)ZSM-5和Fe/ZSM-5 的表征
3.2.2 具有不同孔道結(jié)構(gòu)的Fe/ZSM-5催化劑反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
3.3 多級(jí)孔Fe/ZSM-5中不同鐵的負(fù)載量對(duì)反應(yīng)的影響
3.3.1 不同鐵負(fù)載量的多級(jí)孔Fe/ZSM-5的表征
3.3.2 不同鐵負(fù)載量的Fe/ZSM-5-PHP性能評(píng)價(jià)
3.4 酸性與反應(yīng)性能的聯(lián)系
3.4.1 S-1-PHP的形貌、孔結(jié)構(gòu)和酸性表征
3.4.2 ZSM-5-PHP負(fù)載鐵前后酸性變化
3.4.3 1Fe/S-1-PHP的反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
3.5 小結(jié)
4 Fe的不同負(fù)載方式對(duì)反應(yīng)活性的影響
4.1 浸漬法制備Fe/ZSM-5對(duì)反應(yīng)影響
4.1.1 浸漬法制備不同負(fù)載量的Fe/ZSM-5
4.1.2 浸漬不同量的Fe/ZSM-5的性能評(píng)價(jià)
4.2 中空封裝的Fe@S-1對(duì)反應(yīng)性能的影響
4.2.1 Fe/S-1和Fe@S-1 的制備
4.2.2 Fe/S-1和Fe@S-1 的表征
4.2.3 Fe/S-1和Fe@S-1 的催化性能評(píng)價(jià)
4.2.4 Fe/S-1和Fe@S-1 中的鐵物種表征
4.3 原位合成Fe-S-1對(duì)反應(yīng)活性的影響
4.3.1 不同鐵含量的Fe-S-1的制備
4.3.2 不同鐵含量的Fe-S-1的表征
4.3.3 Fe-S-1中鐵含量對(duì)催化性能的影響
4.4 離子交換法制備的Fe/ZSM-5對(duì)反應(yīng)活性的影響
3+/ZSM-5 制備"> 4.4.1 不同F(xiàn)e含量的Fe3+/ZSM-5 制備
3+/ZSM-5 的表征"> 4.4.2 不同F(xiàn)e含量的Fe3+/ZSM-5 的表征
3+/ZSM-5 的性能評(píng)價(jià)"> 4.4.3 不同F(xiàn)e含量的Fe3+/ZSM-5 的性能評(píng)價(jià)
3+/ZSM-5的催化性能評(píng)價(jià)"> 4.4.4 Fe3+/ZSM-5的催化性能評(píng)價(jià)
4.5 Fe在分子篩中的區(qū)域分布對(duì)反應(yīng)影響
4.5.1 不同Al分布的ZSM-5以及離子交換樣品制備
4.5.2 不同Al分布的ZSM-5表征
3+/ZSM-5 反應(yīng)性能評(píng)價(jià)"> 4.5.3 不同Al分布的Fe3+/ZSM-5 反應(yīng)性能評(píng)價(jià)
4.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多級(jí)孔分子篩的合成研究進(jìn)展[J]. 黃世英,熊曉云. 工業(yè)催化. 2019(05)
[2]異相芬頓反應(yīng)降解廢水中有機(jī)污染物的研究進(jìn)展[J]. 李沛東,高穎,吳榮礎(chǔ),高俊發(fā). 應(yīng)用化工. 2019(03)
[3]沸石分子篩的綠色合成路線[J]. 歷陽(yáng),孫洪滿(mǎn),王有和,許本靜,閻子峰. 化學(xué)進(jìn)展. 2015(05)
[4]改性Fenton試劑處理模擬苯酚廢水研究[J]. 付益?zhèn)?于云江,馮俊生,陶靜. 環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志. 2013(03)
碩士論文
[1]綠色、低成本合成ZSM-5沸石分子篩的研究[D]. 張亞春.山西大學(xué) 2019
[2]鐵基磁性可見(jiàn)光芬頓催化劑的制備及其性能的研究[D]. 馬圓.河北師范大學(xué) 2019
[3]Silicalite-1晶體形貌和尺寸的調(diào)控及MFI型分子篩膜的制備[D]. 魯慧彬.浙江大學(xué) 2015
本文編號(hào):3046386
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