發(fā)布時間：2020-03-22 23:03

【摘要】：鹵代有機(jī)物作為典型的環(huán)境污染物,它們對水生生態(tài)系統(tǒng)甚至人類的健康帶來潛在的危害。近年,有幾類新型有機(jī)鹵代污染物包括藥物活性組分,飲用水消毒副產(chǎn)物,全氟有機(jī)化合物和溴代阻燃劑,隨著它們在環(huán)境中濃度的逐年增加,越來越受到人們的關(guān)注。因此,研究如何有效去除這些污染物是非常必要的。液相催化加氫法作為一種綠色環(huán)保,能耗低的水處理技術(shù)在去除鹵代有機(jī)污染物方面具有明顯的優(yōu)勢。通過液相催化加氫法可以將鹵代有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為低毒或無毒的產(chǎn)物。在實(shí)現(xiàn)鹵代有機(jī)污染物降解的同時,合成結(jié)構(gòu)可調(diào)控的高效催化劑也是研究的重要方向。本論文選擇雙氯芬酸鈉和四溴雙酚A分別作為脫氯和脫溴體系的目標(biāo)污染物,通過合成不同Pd負(fù)載型催化劑對它們的液相催化加氫反應(yīng)機(jī)理和影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在雙氯芬酸鈉的催化加氫研究中,分別以氧化鋁,活性炭,氧化硅和氧化鈰為載體通過沉淀沉積法和浸漬法合成不同的Pd負(fù)載型催化劑。表征結(jié)果顯示以氧化鈰為載體的催化劑的Pd分散性高于其他載體催化劑。相同負(fù)載量的Pd/CeO2比Pd/Al2O3具有更強(qiáng)的金屬-載體相互作用。沉淀沉積法合成的催化劑dp-Pd/CeO2中,隨著Pd負(fù)載量的升高,金屬-載體間相互作用緩慢減弱。催化劑不同的結(jié)構(gòu)性質(zhì)也導(dǎo)致了催化活性的差異。Pd/SiO2催化劑幾乎對雙氯芬酸鈉無催化活性,而Pd/CeO2可以在50分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙氯芬酸鈉的完全脫氯,相同反應(yīng)時間內(nèi)Pd/Al2O3,Pd/AC的催化還原效率分別為86%,29%. Pd/CeO2催化還原雙氯芬酸鈉的過程符合 Langmuir-Hinshelwood模型,是吸附控制過程。整個脫氯反應(yīng)同時存在一步脫氯和分步脫氯過程,Pd負(fù)載量增加促進(jìn)一步脫氯過程的發(fā)生。催化還原反應(yīng)后體系對大型蚤的生物毒性顯著降低。在四溴雙酚A的催化加氫研究中,采用氧化鈦,氧化鈰,氧化鋁和氧化硅為載體,以沉淀沉積法,浸漬法,光沉積法合成了不同Pd負(fù)載型催化劑,并對合成得到的催化劑進(jìn)行了一系列的表征,包括N2吸附-脫附等溫線,X射線衍射,透射電子顯微鏡,Zeta電位,CO化學(xué)吸附和電子能譜分析。表征結(jié)果表明,Pd負(fù)載量相近時,沉淀沉積法合成的催化劑dp-Pd/TiO2的Pd顆粒粒徑明顯小于浸漬法及光沉積法合成得到的催化劑。隨著Pd負(fù)載量的增加,dp-pd/TiO2催化劑表面的Pd顆粒粒徑也隨之增大。但金屬-載體間相互作用隨負(fù)載量的增加反而減弱。TBBPA的催化還原脫溴反應(yīng)中,伴隨著中間產(chǎn)物三溴、二溴、一溴取代物,最終完全脫溴生成雙酚A及另一種進(jìn)一步加氫產(chǎn)物。催化反應(yīng)同樣符合Langmuir-Hinshelwood模型,是吸附控制過程。以Ti02為載體通過沉淀沉積法合成的催化劑dp-Pd/TiO2具有最高的催化活性。為了進(jìn)一步提高催化劑的催化反應(yīng)活性,以共浸漬法合成了不同的雙金屬催化劑進(jìn)行比較。相比于單金屬催化劑,雙金屬催化劑通過引入第二金屬從電子效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)兩個方面對催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性從而提高催化活性。通過合成不同摻雜比例的Pd-Au/Al2O3催化劑,將電子效應(yīng)與結(jié)構(gòu)效應(yīng)對催化活性的影響一定程度上進(jìn)行區(qū)分。通過表征可知Pd/Au摻雜比例40的催化劑表面活性組分結(jié)構(gòu)與單金屬催化劑類似,Pd/Au摻雜比例20的催化劑表面出現(xiàn)了Pd-Au合金結(jié)構(gòu)。摻雜比例不同的雙金屬催化劑還原雙氯芬酸鈉和2,4-二氯苯酚的反應(yīng)活性變化規(guī)律不同。低摻雜的Pd-Au/Al2O3,催化脫氯活性隨Au含量的增加而單調(diào)增加。高摻雜的Pd-Au/Al2O3,催化脫氯活性隨Au含量的增加呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢。
【圖文】：

太過穩(wěn)定而難繼續(xù)分解生成最終產(chǎn)物。類似地，產(chǎn)物和反應(yīng)物的吸附熱不能過逡逑高或者過低，既要滿足吸附反應(yīng)物、生成產(chǎn)物的要求，又要讓產(chǎn)物最終得Ｗ脫附。逡逑己Zf加氨反應(yīng)過程很好地解釋了上述理論。圖１．２中拙在眾多金屬中反應(yīng)逡逑活性最高，，是因?yàn)椋遥鑼σ蚁〉奈綗崾梗茫玻龋磁cＨ２在金屬表面的吸附比例達(dá)到逡逑最佳。逡逑ｉ邋Ｌ邐Ｊ邋；逡逑１：１＝逡逑｜ｍ－２—邋口＾逡逑Ｋ邋１０－３邋－邐０逡逑Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邐Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邐Ｉ邋Ｉ邋Ｉ逡逑Ｐｔ邋Ｉｒ邋Ｏｓ邋Ｐｄ邋Ｒｈ邋Ｒｕ邋Ｎｉ邋Ｃｏ邋Ｆｅ逡逑圖１．２不同金屬與Ｒｈ相比對芒}嗉影狽從钚藻義希疲椋玨澹保插迕瘢幔簦邋澹媯錚蟈澹茫玻齲村澹瑁洌潁錚紓澹睿幔簦椋錚鑠澹錚鑠澹螅錚恚邋澹恚澹簦幔戾澹鰨椋椋澹簀澹桑В澹歟幔簦椋觶邋澹簦镥澹遙瑁義希跺義

本文編號：2595758