臭氧催化技術能克服臭氧分子選擇性氧化不飽和有機物且對有機物礦化不徹底的弊端。目前,非均相臭氧催化劑主要包括金屬氧化物和碳基質(zhì)材料,其表面活性位點的優(yōu)勢調(diào)控是研究熱點,為設計高效催化劑提供理論指導。此外,傳統(tǒng)臭氧反應器采用底部曝氣方式,雖然近些年原位反應和微氣泡技術從反應和傳質(zhì)兩方面提高反應器的運行效果,但基于流體力學強化的臭氧傳質(zhì)及污染物降解缺乏理論基礎。通過建立流體力學與傳質(zhì)、反應的構(gòu)-效關系,為高性能臭氧反應器的工程應用提供理論支撐。為此,識別臭氧催化劑催化活性的關鍵控制因素和理論驗證反應器的構(gòu)-效關系十分必要。論文考察了鐵氧體、焦化污泥基生物炭、碳納米管(CNT)的臭氧催化活性,分析了微氣泡逆流接觸臭氧流化床反應器的運行效能。通過制備一系列鐵氧體(ZnFe₂O₄、CoFe₂O₄、CuFe₂O₄、NiFe₂O₄)研究了催化臭氧降解苯酚、焦化廢水生物處理尾水(BTCW)、草酸的活性和催化臭氧分解的遞變規(guī)律;考察...

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 焦化行業(yè)污染現(xiàn)狀
        1.1.1 焦化廢水
        1.1.2 焦化污泥
    1.2 臭氧的化學反應活性
        1.2.1 臭氧的化學性質(zhì)
        1.2.2 臭氧與無機物反應機理
        1.2.3 臭氧與有機物反應機理
        1.2.4 臭氧催化劑作用機理
            1.2.4.1 非均相臭氧催化作用機理
            1.2.4.2 非均相臭氧催化劑研究現(xiàn)狀
            1.2.4.3 均相臭氧催化作用機理
    1.3 臭氧反應器的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的選題意義和研究內(nèi)容
        1.4.1 論文的選題意義
        1.4.2 研究內(nèi)容和技術路線
第二章 實驗與分析方法
    2.1 實驗材料
    2.2 催化劑制備方法
    2.3 逆流接觸臭氧流化床反應器加工
    2.4 實驗方法
    2.5 分析方法
    2.6 催化劑表征
第三章 鋅鐵氧體催化臭氧降解苯酚和焦化廢水尾水
    3.1 ZnFe₂O₄表征
    3.2 ZnFe₂O₄催化臭氧降解苯酚
    3.3 臭氧和·OH的瞬態(tài)濃度
    3.4 TBA對苯酚去除效率的影響
    3.5 ZnFO的穩(wěn)定性
    3.6 苯酚降解的經(jīng)驗動力學模型
    3.7 非催化、催化臭氧降解BTCW
    3.8 本章小結(jié)
第四章 系列鐵氧體催化臭氧降解草酸機理研究
    4.1 AFe₂O₄表征
    4.2 AFe₂O₄催化活性和穩(wěn)定性
    4.3 AFe₂O₄的還原特性和電子傳導性
    4.4 AFe₂O₄的臭氧催化機理
        4.4.1 AFe₂O₄表面活性組分分析
        4.4.2 AFe₂O₄表面性質(zhì)與催化活性的量化關系
        4.4.3 AFe₂O₄催化臭氧降解草酸機理
    4.5 本章小結(jié)
第五章 污泥基生物炭催化臭氧降解苯酚機理研究
    5.1 生物炭表征
    5.2 生物炭催化活性和穩(wěn)定性
    5.3 反應條件對苯酚降解的影響及其動力學
        5.3.1 反應條件的影響
        5.3.2 動力學分析
    5.4 生物炭催化臭氧降解苯酚機理
    5.5 本章小結(jié)
第六章 碳納米管催化活性位點辨析和濾膜過濾器新概念驗證
    6.1 CNT對·OH生成及淬滅的影響
    6.2 臭氧自分解對p-CBA氧化的貢獻率
    6.3 CNT濾膜過濾器新概念驗證
    6.4 本章小結(jié)
第七章 逆流反應器的構(gòu)-效關系研究
    7.1 臭氧溶解特性
    7.2 苯酚的降解
    7.3 逆流反應器流體力學
    7.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3938715