粉煤灰的二氧化鈦、金屬酞菁催化劑表面負(fù)載研究
發(fā)布時間:2021-09-18 12:55
應(yīng)用催化氧化技術(shù)凈化污水是水污染治理的一條重要途徑,催化劑在處理水污染過程中常會出現(xiàn)催化位點(diǎn)包埋導(dǎo)致其性能降低,或者出現(xiàn)二次污染等問題。通過合適的物理或化學(xué)的負(fù)載方法并選擇合理的載體對催化劑進(jìn)行負(fù)載可以提升催化劑的性能,有利于催化劑的回收再利用避免二次污染環(huán)境。因此,以催化劑負(fù)載是一項(xiàng)具備適用意義的研究工作。本研究選用粉煤灰(FA)為載體負(fù)載了兩種催化劑:在低溫下合成了二氧化鈦(TiO2)通過原位生長作用將TiO2固定在FA表面制備了TiO2/FA;分步制備了八羧基鐵酞菁(OCFePc),通過物理吸附作用將OCFePc沉淀在FA表面制備了OCFePc/FA。運(yùn)用多種現(xiàn)代材料測試技術(shù)對負(fù)載結(jié)構(gòu)給予表征,以羅丹明B、甲基橙、亞甲基藍(lán)等多種有機(jī)染料作為模擬污染物,研究考察兩種負(fù)載催化劑的降解性能,提出催化反應(yīng)的相應(yīng)機(jī)理。本論文主要包括以下三方面:(1)利用氫氟酸(HF)摻雜改性TiO2調(diào)控其晶相結(jié)構(gòu)制備氫氟酸摻雜二氧化鈦(HF-TiO2),研究HF添加量對TiO2
【文章來源】:華北水利水電大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
二氧化鈦光催化反應(yīng)機(jī)理圖
華北水利水電大學(xué)71.4金屬酞菁概述1.4.1金屬酞菁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)金屬酞菁屬于卟啉類仿生催化劑,它的分子結(jié)構(gòu)與某些天然酶的活性中心十分接近,可以完成多種類似于天然酶對小分子的生物化學(xué)催化反應(yīng)[8]。金屬酞菁的構(gòu)造如圖1-1所示(圖中灰球代表C原子,藍(lán)球代表N原子,白球代表H原子或別的取代基,中心的紫球?yàn)榻饘僭?,其總體是一個平面大環(huán)結(jié)構(gòu),環(huán)上18個π電子均勻分布在內(nèi)環(huán)的C-N位上,環(huán)內(nèi)有一個直徑約為2.7×10-10m的空穴,可容納多種金屬元素配位形成金屬酞菁,其周邊苯環(huán)上的氫原子也可被取代,形成不同的酞菁衍生物。依照中心元素的存在與否,酞菁化合物可分為元素酞菁和空核酞菁,現(xiàn)今人們已合成出七十多種元素酞菁,它們可作為多相或均相催化劑用于各類有機(jī)反應(yīng)的催化中[10]。圖1-2金屬酞菁分子結(jié)構(gòu)1.4.2金屬酞菁的制備方法已經(jīng)報(bào)道出的金屬酞菁的合成方式中經(jīng)常使用的有四種,即鄰苯二腈法、鄰氰基苯甲酰胺法、1,3-二亞氨基異吲哚法和苯酐-尿素法。(1)苯酐尿素法。這是最經(jīng)濟(jì)的制備方法,利用改變苯酐苯環(huán)上取代基的種類和位置,可以直接得到含不同取代基的四取代或八取代金屬酞菁。四取代金屬
實(shí)驗(yàn)研究方法12圖2-1場發(fā)射掃描電子顯微鏡2.3.2X射線衍射分析采用布魯克(北京)公司生產(chǎn)的D8ADVANCE型X-射線衍射儀(XRD)對樣品進(jìn)行晶相分析(Cu-Kα為靶子,40KV,20mA,掃描范圍為10~80°,掃描速度為0.02°/0.2s)。圖2-2X-ray衍射儀2.3.3比表面積和孔徑分析采用康塔(美國)儀器有限公司生產(chǎn)的QuadraSorbEVO型全自動比表面積分析儀對樣品(烘干后)進(jìn)行孔徑分布、孔容、比表面積及N2吸附-脫附測試。比表面積(SpecificSurferArea)是指單位質(zhì)量物質(zhì)所具備的總面積,它是衡量光催化材料活性的主要參數(shù)。通常來說,物質(zhì)的比表面積越大,其催化活性越高。催化材料的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]漂浮型Ag3PO4-g-C3N4共修飾TiO2復(fù)合可見光催化材料的除藻性能[J]. 王飛,張榮斌,李遠(yuǎn),劉熠陽,王學(xué)江. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2020(10)
[2]活性炭顆粒負(fù)載Fe-TiO2光電協(xié)同處理葉酸廢水[J]. 周俊我,高永,周楨,李婷婷,孫楚,劉宇軒,梅蓉. 工業(yè)水處理. 2020(04)
[3]粉煤灰負(fù)載TiO2光催化劑制備及降解亞甲基藍(lán)研究[J]. 王臣,費(fèi)乾鋒,楊本宏. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]中國粉煤灰的資源化利用研究進(jìn)展與前景[J]. 王建新,李晶,趙仕寶,何云龍,閆馨友,吳鵬. 硅酸鹽通報(bào). 2018(12)
[5]改性粉煤灰對SO2的吸附試驗(yàn)研究[J]. 郭慧嫻,李水娥,李慧贏. 金屬礦山. 2018(06)
[6]粉煤灰綜合利用研究進(jìn)展[J]. 侯芹芹,張創(chuàng),趙亞娟,趙彬. 應(yīng)用化工. 2018(06)
[7]壁紙固載石墨烯/TiO2降解甲醛及動力學(xué)研究[J]. 王文明,劉心中,靳貴曉,顏振濤,翁仁貴. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[8]硅膠固載/N、S共摻TiO2光催化劑的表征與性能[J]. 張超武,王夏云,張利娜,張楠,王芬. 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]粉煤灰在環(huán)保方面的應(yīng)用[J]. 程偉強(qiáng),邵鴻. 廣東化工. 2016(09)
[10]偶氮染料的金屬酞菁負(fù)載棉纖維脫色降解[J]. 王東升,吳麗,吳雯. 印染. 2016(05)
博士論文
[1]TiO2基納米結(jié)構(gòu)的吸附與光催化性能研究[D]. 陳飛臺.武漢大學(xué) 2013
[2]新型半導(dǎo)體光催化劑的低溫制備及其可見光光催化性能調(diào)控[D]. 葛素香.華中師范大學(xué) 2012
[3]金屬酞菁仿生催化氯酚氧化及其在氯酚檢測中的應(yīng)用[D]. 李大鵬.武漢理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]新型粉煤灰改性材料對土壤鎘的鈍化修復(fù)效應(yīng)與機(jī)制研究[D]. 趙航航.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]粉煤灰去除水中有機(jī)污染物的研究[D]. 岳鵬飛.華北電力大學(xué) 2019
[3]利用改性粉煤灰制備吸附劑用于煙氣污染物SO2/NO的協(xié)同脫除機(jī)制研究[D]. 劉恒恒.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[4]基于粉煤灰/殼聚糖復(fù)合吸附技術(shù)的鉈污染治理研究[D]. 梁倩.華北水利水電大學(xué) 2018
[5]磁性粉煤灰納米材料的制備及對于水溶液中Cr3+,Cu2+,Ni2+的吸附脫除[D]. 張亞娜.北京化工大學(xué) 2017
[6]納米二氧化鈦/粉煤灰微珠復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究[D]. 劉文慧.太原理工大學(xué) 2017
[7]粉末活性炭投加量對厭氧序批活性污泥系統(tǒng)(ASBR)顆粒形成的影響研究[D]. 張睿.西安建筑科技大學(xué) 2016
[8]改性TiO2/硅藻土基陶粒的制備及其光催化性能研究[D]. 郝丹迪.華北水利水電大學(xué) 2016
[9]氮化碳中電子傳輸路徑的構(gòu)建及光催化應(yīng)用研究[D]. 張金強(qiáng).中國石油大學(xué)(華東) 2016
[10]Mg(OH)2顏料和TiO2在棉織物上的固載及性能研究[D]. 張?jiān)?大連工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號:3400176
【文章來源】:華北水利水電大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
二氧化鈦光催化反應(yīng)機(jī)理圖
華北水利水電大學(xué)71.4金屬酞菁概述1.4.1金屬酞菁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)金屬酞菁屬于卟啉類仿生催化劑,它的分子結(jié)構(gòu)與某些天然酶的活性中心十分接近,可以完成多種類似于天然酶對小分子的生物化學(xué)催化反應(yīng)[8]。金屬酞菁的構(gòu)造如圖1-1所示(圖中灰球代表C原子,藍(lán)球代表N原子,白球代表H原子或別的取代基,中心的紫球?yàn)榻饘僭?,其總體是一個平面大環(huán)結(jié)構(gòu),環(huán)上18個π電子均勻分布在內(nèi)環(huán)的C-N位上,環(huán)內(nèi)有一個直徑約為2.7×10-10m的空穴,可容納多種金屬元素配位形成金屬酞菁,其周邊苯環(huán)上的氫原子也可被取代,形成不同的酞菁衍生物。依照中心元素的存在與否,酞菁化合物可分為元素酞菁和空核酞菁,現(xiàn)今人們已合成出七十多種元素酞菁,它們可作為多相或均相催化劑用于各類有機(jī)反應(yīng)的催化中[10]。圖1-2金屬酞菁分子結(jié)構(gòu)1.4.2金屬酞菁的制備方法已經(jīng)報(bào)道出的金屬酞菁的合成方式中經(jīng)常使用的有四種,即鄰苯二腈法、鄰氰基苯甲酰胺法、1,3-二亞氨基異吲哚法和苯酐-尿素法。(1)苯酐尿素法。這是最經(jīng)濟(jì)的制備方法,利用改變苯酐苯環(huán)上取代基的種類和位置,可以直接得到含不同取代基的四取代或八取代金屬酞菁。四取代金屬
實(shí)驗(yàn)研究方法12圖2-1場發(fā)射掃描電子顯微鏡2.3.2X射線衍射分析采用布魯克(北京)公司生產(chǎn)的D8ADVANCE型X-射線衍射儀(XRD)對樣品進(jìn)行晶相分析(Cu-Kα為靶子,40KV,20mA,掃描范圍為10~80°,掃描速度為0.02°/0.2s)。圖2-2X-ray衍射儀2.3.3比表面積和孔徑分析采用康塔(美國)儀器有限公司生產(chǎn)的QuadraSorbEVO型全自動比表面積分析儀對樣品(烘干后)進(jìn)行孔徑分布、孔容、比表面積及N2吸附-脫附測試。比表面積(SpecificSurferArea)是指單位質(zhì)量物質(zhì)所具備的總面積,它是衡量光催化材料活性的主要參數(shù)。通常來說,物質(zhì)的比表面積越大,其催化活性越高。催化材料的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]漂浮型Ag3PO4-g-C3N4共修飾TiO2復(fù)合可見光催化材料的除藻性能[J]. 王飛,張榮斌,李遠(yuǎn),劉熠陽,王學(xué)江. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2020(10)
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[3]粉煤灰負(fù)載TiO2光催化劑制備及降解亞甲基藍(lán)研究[J]. 王臣,費(fèi)乾鋒,楊本宏. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]中國粉煤灰的資源化利用研究進(jìn)展與前景[J]. 王建新,李晶,趙仕寶,何云龍,閆馨友,吳鵬. 硅酸鹽通報(bào). 2018(12)
[5]改性粉煤灰對SO2的吸附試驗(yàn)研究[J]. 郭慧嫻,李水娥,李慧贏. 金屬礦山. 2018(06)
[6]粉煤灰綜合利用研究進(jìn)展[J]. 侯芹芹,張創(chuàng),趙亞娟,趙彬. 應(yīng)用化工. 2018(06)
[7]壁紙固載石墨烯/TiO2降解甲醛及動力學(xué)研究[J]. 王文明,劉心中,靳貴曉,顏振濤,翁仁貴. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[8]硅膠固載/N、S共摻TiO2光催化劑的表征與性能[J]. 張超武,王夏云,張利娜,張楠,王芬. 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]粉煤灰在環(huán)保方面的應(yīng)用[J]. 程偉強(qiáng),邵鴻. 廣東化工. 2016(09)
[10]偶氮染料的金屬酞菁負(fù)載棉纖維脫色降解[J]. 王東升,吳麗,吳雯. 印染. 2016(05)
博士論文
[1]TiO2基納米結(jié)構(gòu)的吸附與光催化性能研究[D]. 陳飛臺.武漢大學(xué) 2013
[2]新型半導(dǎo)體光催化劑的低溫制備及其可見光光催化性能調(diào)控[D]. 葛素香.華中師范大學(xué) 2012
[3]金屬酞菁仿生催化氯酚氧化及其在氯酚檢測中的應(yīng)用[D]. 李大鵬.武漢理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]新型粉煤灰改性材料對土壤鎘的鈍化修復(fù)效應(yīng)與機(jī)制研究[D]. 趙航航.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]粉煤灰去除水中有機(jī)污染物的研究[D]. 岳鵬飛.華北電力大學(xué) 2019
[3]利用改性粉煤灰制備吸附劑用于煙氣污染物SO2/NO的協(xié)同脫除機(jī)制研究[D]. 劉恒恒.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[4]基于粉煤灰/殼聚糖復(fù)合吸附技術(shù)的鉈污染治理研究[D]. 梁倩.華北水利水電大學(xué) 2018
[5]磁性粉煤灰納米材料的制備及對于水溶液中Cr3+,Cu2+,Ni2+的吸附脫除[D]. 張亞娜.北京化工大學(xué) 2017
[6]納米二氧化鈦/粉煤灰微珠復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究[D]. 劉文慧.太原理工大學(xué) 2017
[7]粉末活性炭投加量對厭氧序批活性污泥系統(tǒng)(ASBR)顆粒形成的影響研究[D]. 張睿.西安建筑科技大學(xué) 2016
[8]改性TiO2/硅藻土基陶粒的制備及其光催化性能研究[D]. 郝丹迪.華北水利水電大學(xué) 2016
[9]氮化碳中電子傳輸路徑的構(gòu)建及光催化應(yīng)用研究[D]. 張金強(qiáng).中國石油大學(xué)(華東) 2016
[10]Mg(OH)2顏料和TiO2在棉織物上的固載及性能研究[D]. 張?jiān)?大連工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號:3400176
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