本文采用溶膠-凝膠水熱法制備了不同金屬摻雜及金屬-非金屬改性TiO₂催化劑,同時(shí)以制備出的TiO₂和生物質(zhì)等物質(zhì)分別制備了不同煤種的改性煤焦,并以苯酚模擬焦化廢水為研究對(duì)象對(duì)不同改性TiO₂催化劑,探究影響TiO₂催化劑和改性煤焦對(duì)苯酚降解和吸附的制備條件、實(shí)驗(yàn)條件,以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和光催化氧化后苯酚廢水的可生化性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:以硝酸鈰(摻雜摩爾比1%)和六次甲基四胺(摻雜摩爾比14%)為原料,水熱反應(yīng)溫度160℃下反應(yīng)24h后在200℃下煅燒得到的Ce,N-TiO₂催化劑對(duì)濃度為20mg/L,pH為2的苯酚可見光催化性能可達(dá)69%,加入輔助氧化劑O3,光催化效率提高至80%以上;改性煤焦實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,最佳實(shí)驗(yàn)煤種為山西煙煤,最佳改性方法為生物質(zhì)(海南椰殼,與煤樣摻混比為7:3)和TiO₂(摻雜量為1%)改性,苯酚最適處理濃度為600mg/L,最適煤焦投加量為4g/L,在pH為4條件下,可將苯酚濃度降至150mg/L以下。將改性煤焦吸附與光催化聯(lián)合,與單獨(dú)...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)分析
        1.2.1 吸附處理技術(shù)部分
        1.2.2 光催化氧化技術(shù)部分
        1.2.3 非金屬摻雜對(duì)金屬摻雜TiO₂的作用
        1.2.4 吸附與高級(jí)氧化技術(shù)聯(lián)合處理部分
    1.3 課題研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 金屬摻雜TiO₂光催化實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 主要試劑
        2.1.2 主要儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 純二氧化鈦的制備(溶膠-凝膠輔助水熱法)
        2.2.2 摻雜二氧化鈦的制備
    2.3 光催化反應(yīng)裝置及實(shí)驗(yàn)流程
        2.3.1 苯酚的測定方法及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)流程及光催化反應(yīng)裝置圖
    2.4 摻雜改性TiO₂光催化氧化苯酚實(shí)驗(yàn)研究
        2.4.1 摻雜改性TiO₂制備條件的研究
            2.4.1.1 金屬摻雜元素的篩選以及煅燒溫度的確定
            2.4.1.2 氮源的篩選
            2.4.1.3 不同TiO₂的光催化性能
            2.4.1.4 最佳水熱溫度和水熱時(shí)間的探索
            2.4.1.5 Ce摻雜量的探索
        2.4.2 摻雜改性TiO₂實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化
            2.4.2.1 最佳實(shí)驗(yàn)pH的探索
            2.4.2.2 不同苯酚濃度下的光催化效率
            2.4.2.3 水溫對(duì)苯酚去除效率的影響
    2.5 光催化降解的動(dòng)力學(xué)研究
    2.6 光催化劑的表征與分析
        2.6.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.6.2 BET比表面積分析
        2.6.3 SEM
        2.6.4 NH₃-TPD分析
        2.6.5 UV-Vis
        2.6.6 光催化降解的產(chǎn)物鑒定
    2.7 本章小結(jié)
第3章 改性煤焦吸附苯酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 TiO₂及改性TiO₂的制備方法
    3.2 TiO₂制備(同第二章溶膠-凝膠輔助水熱法)
    3.3 煤焦實(shí)驗(yàn)所需試劑及儀器
    3.4 煤焦的制備
    3.5 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.6 煤、生物質(zhì)的工業(yè)分析
    3.7 煤焦吸附實(shí)驗(yàn)研究
        3.7.1 苯酚最適初始濃度的研究
        3.7.2 煤焦最適投加量的研究
        3.7.3 最佳制焦溫度和煤種的確定
        3.7.4 不同生物質(zhì)摻雜對(duì)煤焦吸附性能的影響
        3.7.5 最適反應(yīng)pH及生物質(zhì)、煤樣摻混比的研究
            3.7.5.1 不同pH下山西煙煤加椰子殼對(duì)吸附效率的影響
            3.7.5.2 不同pH下山西煙煤加榛子殼對(duì)吸附效率的影響
        3.7.6 不同種類添加劑對(duì)煤焦吸附性能的影響
            3.7.6.1 不同TiO₂的添加對(duì)煤焦吸附性能的影響
            3.7.6.2 不同改性方法匯總
    3.8 對(duì)煤焦吸附過程的動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)分析
        3.8.1 對(duì)煤焦吸附過程的動(dòng)力學(xué)分析
        3.8.2 生物質(zhì)摻雜山西煙煤焦吸附苯酚的熱力學(xué)函數(shù)
    3.9 改性煤焦的表征分析
        3.9.1 BET分析
        3.9.2 SEM分析
    3.10 本章小結(jié)
第4章 煤焦吸附與TiO₂光催化的聯(lián)合
    4.1 輔助氧化劑的添加
    4.2 可生化性研究
        4.2.1 臭氧對(duì)光催化處理苯酚廢水可生化性的影響
        4.2.2 吸附-光催化聯(lián)用對(duì)苯酚廢水可生化性的影響
    4.3 聯(lián)用前后的處理效果對(duì)比
    4.4 平行實(shí)驗(yàn)研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論和建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3900129