石油煉制過(guò)程中所產(chǎn)生的難降解有機(jī)污染物一直是污水處理的重要組成部分,傳統(tǒng)的有機(jī)廢水處理技術(shù)難以將其完全去除。高級(jí)氧化技術(shù)(AOP)因?yàn)榭梢詫⒋蟛糠蛛y降解有機(jī)污染物完全礦化而得到了研究人員的廣泛關(guān)注。在AOP中,催化臭氧氧化法是一種便捷高效的處理技術(shù),該技術(shù)依賴于臭氧分子和氧化過(guò)程中所產(chǎn)生的具有高氧化電位的活性氧化物種(ROS)。在非均相催化臭氧氧化過(guò)程中常用的催化劑是金屬或金屬負(fù)載型的催化劑。金屬催化劑雖然具有很高的催化活性,但是在高活性氧化物種存在的條件下容易造成金屬溶出以及二次污染,因此,環(huán)境友好型的非金屬催化劑開(kāi)發(fā)趨勢(shì)不斷增加。然而,制備高活性納米碳材料通常成本高,耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)并且應(yīng)用復(fù)雜。因此,本研究制備了兩種低成本,高活性和高穩(wěn)定性的納米碳材料—內(nèi)嵌碳納米管材料和氮摻雜層狀納米碳材料,并將其用于催化臭氧氧化處理難降解有機(jī)污染物。研究發(fā)現(xiàn),合成的內(nèi)嵌碳納米管材料可以在20 min內(nèi)完全降解50 mg/L的草酸;碳納米管中的sp²碳基質(zhì)可以有效活化臭氧;減小納米管的壁厚可以加速臭氧分子和石墨層之間的直接電子轉(zhuǎn)移過(guò)程;在處理難降解有機(jī)污染物過(guò)程中,除了自由基氧化...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 有機(jī)廢水處理技術(shù)
        1.2.1 傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)
        1.2.2 高級(jí)氧化法
    1.3 催化臭氧氧化法
        1.3.1 臭氧氧化機(jī)理
        1.3.2 催化臭氧氧化
    1.4 納米碳材料在催化臭氧氧化中的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 催化臭氧氧化的催化劑類(lèi)別
        1.4.2 納米碳材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 研究?jī)?nèi)容
    1.6 研究方案、技術(shù)路線
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥劑與儀器
    2.2 催化劑的表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 X射線光電子衍射(XPS)
        2.2.4 比表面積分析(BET)
        2.2.5 X射線衍射(XRD)
        2.2.6 熱重分析(TGA)
        2.2.7 拉曼分析(Raman)
        2.2.8 傅里葉紅外分析(FTIR)
        2.2.9 原子力顯微鏡(AFM)
        2.2.10 電子順磁共振波譜儀(EPR)
    2.3 催化臭氧氧化過(guò)程
    2.4 檢測(cè)方法
        2.4.1 高效液相色譜法(UHPLC)
        2.4.2 總有機(jī)碳測(cè)定(TOC)
        2.4.3 活性位點(diǎn)檢測(cè)
        2.4.4 液相臭氧濃度檢測(cè)
        2.4.5 過(guò)氧化氫濃度檢測(cè)
第3章 內(nèi)嵌碳納米管材料的制備及催化臭氧氧化活性研究
    3.1 內(nèi)嵌碳納米管材料的制備
    3.2 內(nèi)嵌碳納米管材料的優(yōu)選
    3.3 內(nèi)嵌碳納米管材料的物理化學(xué)性能
        3.3.1 內(nèi)嵌碳納米管材料的形貌分析
        3.3.2 內(nèi)嵌碳納米管材料的晶體學(xué)特征分析
        3.3.3 內(nèi)嵌碳納米管材料的質(zhì)構(gòu)特性分析
        3.3.4 內(nèi)嵌碳納米管材料的化學(xué)組分分析
    3.4 內(nèi)嵌碳納米管材料催化臭氧氧化活性評(píng)價(jià)
        3.4.1 內(nèi)嵌碳納米管材料催化臭氧氧化降解草酸
        3.4.2 內(nèi)嵌碳納米管材料的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
    3.5 內(nèi)嵌碳納米管材料催化臭氧氧化活性位點(diǎn)探究
    3.6 內(nèi)嵌碳納米管材料催化臭氧化反應(yīng)機(jī)理探究
    3.7 內(nèi)嵌碳納米管材料在其他污染物上的應(yīng)用
    3.8 本章小結(jié)
第4章 氮摻雜層狀納米碳材料的制備及催化臭氧氧化活性研究
    4.1 氮摻雜層狀納米碳材料的制備
    4.2 氮摻雜層狀納米碳材料的優(yōu)選
    4.3 氮摻雜層狀納米碳材料的物理化學(xué)性能
        4.3.1 氮摻雜層狀納米碳材料的形貌分析
        4.3.2 氮摻雜層狀納米碳材料的晶體學(xué)特征分析
        4.3.3 氮摻雜層狀納米碳材料的化學(xué)組分分析
        4.3.4 氮摻雜納米碳材料的質(zhì)構(gòu)特性分析
    4.4 氮摻雜層狀納米碳材料催化臭氧氧化活性評(píng)價(jià)
        4.4.1 氮摻雜層狀納米碳材料催化臭氧氧化降解有機(jī)污染物
        4.4.2 氮摻雜層狀納米碳材料的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
    4.5 氮摻雜層狀納米碳材料催化臭氧氧化活性位點(diǎn)探究
    4.6 氮摻雜層狀納米碳材料催化臭氧氧化反應(yīng)機(jī)理探究
        4.6.1 淬滅實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)機(jī)理
        4.6.2 EPR實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)機(jī)理
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
第6章 致謝



本文編號(hào)：3814252