本文選題：有機污染物　切入點：磁性納米催化劑　出處：《武漢紡織大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：針對廢水中的復(fù)雜有機污染物的治理,本文分別選取了酸性橙II(AO II)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)這兩種典型的染料和酚類化合物作為目標(biāo)污染物,探究了Fe_3O_4@C/MnCo_2O_4和Fe_3O_4@C/C_3N_4兩種催化劑活化過硫酸氫鹽(PMS)氧化降解AO II和2,4-DCP的效果。運用FT-IR、XRD、XPS、TEM、SEM、EDS、磁強計等手段對兩種磁性納米催化劑進行了表征。結(jié)果表明MnCo_2O_4和g-C_3N_4成功負載到Fe_3O_4@C表面,成功制備出兩種磁性納米復(fù)合物。探究了不同因素對AO II和2,4-DCP的降解的影響、降解機理、降解熱力學(xué)和動力學(xué)及催化劑的循環(huán)再生方法等。主要有以下結(jié)論:(1)Fe_3O_4@C/MnCo_2O_4+PMS體系對AO II的脫色研究表明pH介于4.1-8.1時,25min內(nèi)AO II溶液近乎被完全脫色。當(dāng)不調(diào)節(jié)pH值(pH=6.38)的情況下,該體系表現(xiàn)出最佳的脫色效率,在15分鐘內(nèi)達到98%的脫色率。增大催化劑和PMS的用量以及提高反應(yīng)溫度均能促進Fe_3O_4@C/MnCo_2O_4+PMS體系對AO II的脫色。增大PMS的用量能有效提高對AO II的TOC去除率,當(dāng)PMS用量為1.2 g L-1時,反應(yīng)6h能去除95%的TOC。證明該體系不僅能使染料廢水脫色,而且可以深度降解廢水,達到較高的礦化程度。機理探究實驗表明AO II溶液的脫色主要是由于Fe_3O_4@C/MnCo_2O_4活化PMS產(chǎn)生具有強氧化能力的SO_4~(-·)來氧化染料分子。催化劑能循環(huán)使用6次并方便地磁分離回收。通過一系列的活化措施能使催化劑的效果恢復(fù)。(2)Fe_3O_4@C/MnCo_2O_4+PMS體系對2,4-DCP的降解研究表明pH介于6.05-8.02時,2,4-DCP在30min內(nèi)幾乎被完全去除。當(dāng)pH為8.02時,體系達到去除2,4-DCP的最佳效率,2,4-DCP在15min內(nèi)幾乎被完全去除。增大催化劑和PMS的用量以及提高反應(yīng)溫度均能促進Fe_3O_4@C/MnCo_2O_4+PMS體系氧化降解2,4-DCP。機理探究實驗表明,Fe_3O_4@C/MnCo_2O_4能活化PMS產(chǎn)生具有強氧化能力的SO_4~(-·)而氧化降解2,4-DCP。對2,4-DCP的降解水樣分析檢出游離的氯離子,并且TOC濃度不斷減小。當(dāng)PMS用量為3.6 g L-1時,反應(yīng)6h能去除90%的TOC。同時,采用質(zhì)譜檢測了2,4-DCP的降解中間產(chǎn)物。(3)Fe_3O_4@C/C_3N_4+PMS體系對AO II的脫色研究表明,Fe_3O_4@C/C_3N_4的效果受復(fù)合比例、煅燒溫度和煅燒時間等制備條件的影響。在最佳條件下,20min內(nèi)能達到96%的脫色率。增大催化劑和PMS的用量、提高反應(yīng)溫度和調(diào)節(jié)合適的pH環(huán)境均能促進Fe_3O_4@C/C_3N_4+PMS體系氧化AO II脫色。當(dāng)PMS用量為0.6 g L-1時,反應(yīng)8h能去除68.24%的TOC。對數(shù)據(jù)的動力學(xué)擬合表明該脫色過程符合準(zhǔn)一級動力學(xué)過程。機理探究實驗表明,SO_4~(-·)和OH·為主要反應(yīng)活性物種。(4)Fe_3O_4@C/C_3N_4+PMS+Vis體系對2,4-DCP的降解研究表明pH介于2.08-7.02時,40min內(nèi)2,4-DCP能被較好地去除。pH介于3.56-5.00時,30min內(nèi)2,4-DCP能獲得較高的去除率。增大催化劑和PMS的用量以及提高反應(yīng)溫度均能促進Fe_3O_4@C/C_3N_4+PMS+Vis體系氧化降解2,4-DCP。當(dāng)PMS用量為1.2 g L-1時,反應(yīng)2h能去除68.24%的TOC。TOC、溶液氯離子濃度和質(zhì)譜分析表明該體系能有效地把2,4-DCP降解為小分子中間產(chǎn)物。機理實驗表明,SO_4~(-·)、O_2~(-·)和h~+是反應(yīng)中的活性物種。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703;O643.36

【參考文獻】

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