芬頓反應(yīng)和單過(guò)硫酸鹽(PMS)活化反應(yīng)依靠強(qiáng)氧化性自由基降解水中的有機(jī)污染物。設(shè)計(jì)合成催化活性高和穩(wěn)定性好的催化劑是加速自由基產(chǎn)生和提高污染物降解效率的關(guān)鍵。普魯士藍(lán)(PB)及其類似物(PBAs)不僅在各類催化反應(yīng)中發(fā)揮良好的催化活性,還可以作為自犧牲模板轉(zhuǎn)化為金屬氧化物和氮摻雜碳材料。本論文以PB和PBAs為基礎(chǔ)材料合成不同類型的多相催化劑,研究其在光芬頓反應(yīng)和PMS活化反應(yīng)中降解有機(jī)污染物的性能和反應(yīng)機(jī)理。具有八面體構(gòu)型的氯鉑酸通過(guò)外球反應(yīng)機(jī)制原位刻蝕PB晶體,得到一系列形貌演變的PB納米晶體。與原始的PB立方體相比,六角柱PB晶體(PBhpds)的比表面積和表面FeIII含量得到明顯提升。PB-hpds在光芬頓活化H₂O₂降解羅丹明B(Rh B)時(shí)60 min可實(shí)現(xiàn)97.1%的降解效率,這與其較高的比表面積和豐富的FeIII-NC活性位點(diǎn)密切相關(guān)。催化劑在重復(fù)利用時(shí)活性顯著提高,經(jīng)過(guò)10次循環(huán)后能在10 min內(nèi)去除90%以上的Rh B,這是因?yàn)榇呋瘎┡cH₂O₂反應(yīng)后表面的FeIII含量增加,...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 高級(jí)氧化技術(shù)
        1.2.1 芬頓與類芬頓反應(yīng)
        1.2.2 單過(guò)硫酸鹽與過(guò)硫酸鹽活化反應(yīng)
    1.3 芬頓與類芬頓反應(yīng)中多相催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 零價(jià)鐵
        1.3.2 鐵氧化物及其復(fù)合材料
        1.3.3 其他含鐵化合物
    1.4 單過(guò)硫酸鹽與過(guò)硫酸鹽活化反應(yīng)中多相催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.1 零價(jià)金屬及單金屬氧化物
        1.4.2 多金屬氧合物及其復(fù)合材料
        1.4.3 碳材料
    1.5 普魯士藍(lán)與普魯士藍(lán)類似物
    1.6 普魯士藍(lán)與普魯士藍(lán)類似物衍生的金屬氧化物和碳材料
    1.7 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)原料與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品、試劑和儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料的制備
        2.2.1 不同形貌的普魯士藍(lán)晶體的制備
        2.2.2 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的制備
        2.2.3 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體的制備
        2.2.4 氮摻雜碳籠封裝碳泡(CBs@NCCs)的制備
        2.2.5 多孔氮摻雜碳(PNC)微球的制備
    2.3 實(shí)驗(yàn)材料的表征
        2.3.1 材料的微觀形貌表征
        2.3.2 材料的晶體結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 材料的元素價(jià)態(tài)分析
        2.3.4 材料的比表面積和孔結(jié)構(gòu)測(cè)試
        2.3.5 材料的熱失重分析
        2.3.6 材料的光譜分析
        2.3.7 鐵的穆斯堡爾譜測(cè)試
    2.4 實(shí)驗(yàn)材料的性能測(cè)試
        2.4.1 催化劑在光芬頓反應(yīng)中降解有機(jī)污染物的實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 催化劑在單過(guò)硫酸鹽活化反應(yīng)中降解有機(jī)污染物的實(shí)驗(yàn)
        2.4.3 材料的元素含量和金屬離子溶出濃度的檢測(cè)
        2.4.4 有機(jī)污染物濃度的檢測(cè)
        2.4.5 活性自由基的檢測(cè)
第3章 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的制備及光芬頓性能
    3.1 引言
    3.2 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的物理化學(xué)性質(zhì)的表征與分析
        3.2.1 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的微觀形貌表征
        3.2.2 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        3.2.4 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的元素組成和價(jià)態(tài)分析
        3.2.5 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的穆斯堡爾譜分析
    3.3 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的光芬頓反應(yīng)性能
        3.3.1 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的光芬頓反應(yīng)性能
        3.3.2 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的光芬頓反應(yīng)機(jī)理
        3.3.3 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的光芬頓反應(yīng)性能的影響因素
        3.3.4 不同形貌普魯士藍(lán)晶體的光芬頓反應(yīng)的循環(huán)穩(wěn)定性和普適性
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的制備及光芬頓性能
    4.1 引言
    4.2 PB前驅(qū)體的形貌和結(jié)構(gòu)表征
    4.3 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的物理化學(xué)性質(zhì)的表征與分析
        4.3.1 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的微觀形貌表征
        4.3.2 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)表征
        4.3.3 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的光吸收性能
        4.3.4 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        4.3.5 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的元素組成和價(jià)態(tài)分析
    4.4 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的光芬頓反應(yīng)性能
        4.4.1 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的光芬頓反應(yīng)性能
        4.4.2 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體的光芬頓反應(yīng)機(jī)理
        4.4.3 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體光芬頓反應(yīng)性能的影響因素
        4.4.4 Fe₂O₃@SnO₂納米立方體光芬頓反應(yīng)的循環(huán)穩(wěn)定性和普適性
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體的制備及活化單過(guò)硫酸鹽的性能
    5.1 引言
    5.2 Co-Fe PBA前驅(qū)體的形貌和結(jié)構(gòu)表征
    5.3 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體的物理化學(xué)性質(zhì)的表征與分析
        5.3.1 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體的微觀形貌表征
        5.3.3 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        5.3.4 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體的元素組成和價(jià)態(tài)分析
        5.3.5 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體的穆斯堡爾譜分析
    5.4 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體活化單過(guò)硫酸鹽的性能
        5.4.1 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體活化單過(guò)硫酸鹽的性能
        5.4.2 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體活化單過(guò)硫酸鹽的反應(yīng)機(jī)理
        5.4.3 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體活化單過(guò)硫酸鹽的影響因素
        5.4.4 Fe_xCo_3-xO₄@SnO₂納米立方體活化單過(guò)硫酸鹽的循環(huán)穩(wěn)定性和普適性
    5.5 本章小結(jié)
第6章 氮摻雜碳籠封裝碳泡(CBs@NCCs)的制備及活化單過(guò)硫酸鹽的性能
    6.1 引言
    6.2 Co-Fe PBA前驅(qū)體的形貌和結(jié)構(gòu)表征
    6.3 CBs@NCCs的物理化學(xué)性質(zhì)的表征與分析
        6.3.1 CBs@NCCs的微觀形貌表征
        6.3.2 CBs@NCCs的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和石墨化程度表征
        6.3.3 CBs@NCCs的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        6.3.4 CBs@NCCs的元素組成和價(jià)態(tài)分析
    6.4 CBs@NCCs活化單過(guò)硫酸鹽的性能
        6.4.1 CBs@NCCs活化單過(guò)硫酸鹽的性能
        6.4.2 CBs@NCCs活化單過(guò)硫酸鹽的影響因素
        6.4.3 CBs@NCCs活化單過(guò)硫酸鹽的反應(yīng)機(jī)理
        6.4.4 CBs@NCCs活化單過(guò)硫酸鹽的循環(huán)穩(wěn)定性和普適性
    6.5 本章小結(jié)
第7章 多孔氮摻雜碳(PNC)微球的制備及活化單過(guò)硫酸鹽的性能
    7.1 引言
    7.2 Zn-Co PBA前驅(qū)體的形貌和結(jié)構(gòu)表征
    7.3 PNC微球的物理化學(xué)性質(zhì)的表征與分析
        7.3.1 PNC微球的微觀形貌表征
        7.3.2 PNC微球的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和石墨化程度表征
        7.3.3 PNC微球的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        7.3.4 PNC微球的元素組成和價(jià)態(tài)分析
    7.4 PNC微球活化單過(guò)硫酸鹽的性能
        7.4.1 PNC微球活化單過(guò)硫酸鹽的性能
        7.4.2 PNC微球活化單過(guò)硫酸鹽的反應(yīng)機(jī)理
        7.4.3 PNC微球活化單過(guò)硫酸鹽的影響因素
        7.4.4 PNC微球活化單過(guò)硫酸鹽的循環(huán)穩(wěn)定性和普適性
    7.5 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3991868