尿素工廠排放的廢水量很大,其中不僅含有一定量的CO2和NH3還含有0.5wt%～2.0wt%的尿素。如果處理不達(dá)標(biāo)就排放,不僅會(huì)毒害水體中的生物,還會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。廢水中的CO2和NH3可以通過(guò)簡(jiǎn)單的汽提(解吸)工藝除去,而尿素必須經(jīng)過(guò)化學(xué)分解的方式除去,是尿素廢水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前工業(yè)上普遍采用的尿素廢水處理方法為熱力水解法,需要在高溫高壓下進(jìn)行,不僅對(duì)設(shè)備材質(zhì)的要求較高,而且還需要消耗大量中壓蒸汽。其他方法如脲酶水解法、生物水解法和電化學(xué)分解法,均由于操作彈性小、成本高、能耗大而無(wú)法應(yīng)用在工業(yè)上。因此尋找一種能耗低、投資省、效果好的新方法處理尿素廢水是一項(xiàng)重要而亟待解決的任務(wù)。本文采用固體催化劑進(jìn)行了催化廢水中尿素水解的實(shí)驗(yàn)研究,旨在找到一種合適的固體催化劑將其應(yīng)用于尿素廢水的處理上,并探究其催化尿素水解的機(jī)理。本文首先以α-Al2O3和η-Al2O3分別為催化劑進(jìn)行了催化尿素水解的研究,考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及催化劑用量對(duì)尿素去除率的影響,結(jié)果表明η-Al2O3表現(xiàn)出了很好的尿素去除效果,當(dāng)反應(yīng)溫度為165℃,反應(yīng)時(shí)間為150min,催化劑用量為50g/L時(shí),尿素去除率...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 前言
    1.2 尿素廢水處理的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 熱力水解法
        1.2.2 脲酶水解法
        1.2.3 生物水解法
        1.2.4 電化學(xué)分解法
        1.2.5 催化水解法
    1.3 尿素催化水解研究進(jìn)展
    1.4 尿素水解原理
    1.5 固體催化劑簡(jiǎn)介
        1.5.1 固體酸催化劑簡(jiǎn)介
        1.5.2 固體堿催化劑簡(jiǎn)介
    1.6 氧化鋁及其前驅(qū)體
        1.6.1 氧化鋁
        1.6.2 氧化鋁的前驅(qū)體
    1.7 水滑石
        1.7.1 LDHs的性質(zhì)
        1.7.2 LDHs的合成方法
    1.8 立題及研究?jī)?nèi)容
        1.8.1 立題
        1.8.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器裝置
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 固體催化劑的制備
        2.2.1 氧化鋁催化劑的制備
        2.2.2 三水鋁石(γ-Al(OH)₃)不同溫度焙燒制備催化劑
        2.2.3 鎂鋁水滑石催化劑的制備
    2.3 水解反應(yīng)
        2.3.1 尿素廢水
        2.3.2 尿素水解反應(yīng)裝置
        2.3.3 尿素水解實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.4 水解液中尿素含量的分析
    2.4 固體催化劑的表征
        2.4.1 X射線衍射(XRD)
        2.4.2 催化劑比表面積和孔徑的測(cè)定(N₂-BET)
        2.4.3 表面羥基含量的測(cè)定
        2.4.4 傅里葉紅外變換(FT-IR)
        2.4.5 催化劑表面堿性分析
    2.5 MgAl-LDHs晶格參數(shù)的計(jì)算
        2.5.1 MgAl-LDHs層狀結(jié)構(gòu)的層間距d003

        2.5.2 MgAl-LDHs晶粒尺寸D的計(jì)算
第三章 氧化鋁催化廢水中尿素水解的研究
    3.1 氧化鋁催化劑的表征
        3.1.1 X射線衍射(XRD)
        3.1.2 比表面積及孔體積的測(cè)定(N₂-BET)
    3.2 尿素水解反應(yīng)
        3.2.1 反應(yīng)條件對(duì)尿素水解反應(yīng)的影響
        3.2.2 尿素水解的動(dòng)力學(xué)研究
        3.2.3 η-Al₂O₃催化劑的穩(wěn)定性
    3.3 本章小結(jié)
第四章 γ-Al(OH)₃不同溫度焙燒后制備的催化劑催化尿素水解的研究
    4.1 催化劑的表征
        4.1.1 X射線衍射(XRD)表征
        4.1.2 比表面積(N₂-BET)及表面羥基含量的測(cè)定
        4.1.3 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)表征
        4.1.4 表面堿強(qiáng)度及堿量的測(cè)定
    4.2 催化劑的活性評(píng)價(jià)
    4.3 反應(yīng)條件對(duì)尿素水解反應(yīng)的影響
        4.3.1 水解溫度對(duì)尿素水解的影響
        4.3.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)尿素水解的影響
        4.3.3 催化劑用量對(duì)尿素水解的影響
    4.4 Al300催化劑的穩(wěn)定性
    4.5 本章小結(jié)
第五章 MgAl-LDHs催化尿素水解的研究
    5.1 催化劑的表征
        5.1.1 X射線衍射(XRD)表征
        5.1.2 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)表征
        5.1.3 表面堿強(qiáng)度及堿量的測(cè)定
        5.1.4 比表面積及孔體積的測(cè)定(N₂-BET)
    5.2 MgAl-LDHs催化劑的活性評(píng)價(jià)
    5.3 反應(yīng)條件對(duì)尿素水解反應(yīng)的影響
        5.3.1 水解溫度對(duì)尿素水解的影響
        5.3.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)尿素水解的影響
    5.4 MgAl-LDHs催化劑的穩(wěn)定性
    5.5 MgAl-LDHs催化尿素水解機(jī)理的推測(cè)
    5.6 不同種類催化劑的活性評(píng)價(jià)
    5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 課題創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 今后工作建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3741977

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