硅基纳米二氧化钛吸附-催化协同处理含氰废水的工艺与机理

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wrxingmail
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
处理金矿冶炼行业所产生的含氰废水迫在眉睫。探索绿色环保、经济高效的方法去除含氰废水中的总氰化物并回收络合态氰化物中的重金属是当前处理含氰废水中亟待解决的问题之一。光催化氧化是消除氰化物和金属氰化络合物的有效方法。本文使用真实含氰废水作为处理对象,制备了几种不同的硅基二氧化钛型催化剂对含氰废水进行催化降解处理。主要的研究内容和结果如下:(1)在第一部分的研究中,采用固相分散法(SSD)制备了不同Si O2/Al2O3比的Ti O2/ZSM-5复合光催化剂。通过X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附测试和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对复合催化剂进行了表征。在不同的吸附时间和光照时间下,研究了不同Si O2/Al2O3比例的催化剂对含氰废水的催化效率以及吸附光催化氧化的协同效应。随着光催化时间的延长(>2.0 h),高Si O2/Al2O3比的复合催化剂具有更好的光催化性能。以空气为氧化剂,室温下吸附3.0 h并光照4.0 h,总氰化物的降解率为93.97%。铜和锌离子的去除率为分别为81.67%和100%。氰化物的降解遵循准一级动力学。能谱(EDS)分析结果表明,高Si O2/Al2O3比的催化剂通常具有不规则表面,含有更多的纳米Ti O2,同时对铜和锌的吸附容量相对较高。X射线光电子能谱(XPS)表明氰化物最终被降解为CO2和NO3–。铜和锌以Cu(II)和Zn(II)的形式被去除。(2)在第二部分的研究中,采用固相分散法成功制备了一种简单有效的光催化剂,具有增强的吸附和光催化活性。该催化剂由氧化石墨烯(GO)、纳米二氧化钛(nano-Ti O2)和硅基沸石(ZSM-5)组成。采用SEM、EDS、氮气吸附-脱附试验、XRD、UV-Vis DRS、TGA和XPS等技术对样品进行了表征。还进行了不同纳米Ti O2含量、不同波长光源、不同催化剂用量的实验、不同材料的对照实验、p H值和Zeta电位的测定。结果表明,3.0 g/L GTZ-60(Ti O2含量为60 wt%的GO/Ti O2/ZSM-5复合光催化剂)在紫外波长下的光催化降解效率最高,总氰化物和铜的降解效率可分别达98.73%和98.96%。总氰化物的降解遵循准一级动力学。GTZ-60的光电特性明显改善了光生电子e–和空穴h+的迁移和分离,从而获得了较高的光催化效率。XPS分析表明,氰化物最终被降解为碳氧化物和氮氧化物。铜和锌以Cu(II)和Zn(II)的形式去除。(3)在第三部分的研究中,开发了一种简单有效、具有高吸附和催化活性的催化剂。采用水热合成法制备了珊瑚状钛硅沸石(CTS),然后采用离子交换法制备了掺杂银的CTS-Ag。它被用作降解含氰废水的催化剂。用SEM、EDS、XRD、TGA、UV-Vis DRS、氮气吸附-脱附试验和XPS对制备的材料进行了表征。研究了掺杂元素、不同光源、掺杂浓度、催化剂浓度和含氰废水稀释倍数下的实验。结果表明,当含氰废水稀释100倍时,2.5 g/L CTS-Ag(100)在紫外波长下光照3.0 h后总氰化物、铜和锌的降解效率可分别达98.00%,99.41%和98.44%。Ag2O的引入显著提高了CTS-Ag对氰化物的降解能力。基于复合材料中Ti O2的光催化氧化和功能性Ag2O的协同作用,阐明了游离氰化物和铜/锌氰化物的降解机理。
其他文献
随着国民生活水平和工业生产效率的不断提高,人们对电能质量的需求也不断提升。电能质量扰动的治理已经成为社会各界急需解决的问题。电能质量扰动的检测与分类是监测并提高电能质量的重要措施。因此,针对不同类型电能质量扰动的参数检测与分类研究意义非浅。CEEMDAN是一种自适应性强的模态分解算法,在电能质量扰动检测中的应用十分广泛,在检测中精度较高,但对噪声敏感,运算速度慢。BP神经网络是一种具有强大的非映射
学位
家务劳动社会化是马克思主义妇女理论的经典命题,其自身固有的与时俱进的理论品质使理论本身随着社会发展和时代变迁被赋予了更多的内涵和价值。本文尝试立足历史唯物主义立场、观点和方法,系统阐述恩格斯家务劳动社会化的理论与实践基础、形成过程、主要内容、理论特质和当代价值,以期为当前新形势下推进我国马克思主义理论研究、妇女/性别研究、家庭建设以及创新基层社会治理提供一些有益思路。恩格斯家务劳动社会化思想是对德
学位
当今社会,信息化课堂教学已经非常普遍,教学信息化因其信息量大、信息交流速度快,自由度强给学生的学习带来了极大的便利与乐趣。如淄博柳泉中学,其“ForClass知慧云教育平台”平板教学已基本全学科覆盖,并取得了非常好的教学效果。而在美术课堂教学中,“ForClass知慧云教育平台”的功用开发及使用还有很大的探索空间。由此,笔者选择“ForClass知慧云教育平台”教学实践与应用研究——以淄博柳泉中学
学位
黄金尾矿是由金矿石进行选矿后排放出的一种固体废弃物。由于黄金尾矿的长期堆存所产生的土地资源、环境污染、还存在着安全隐患和会导致投资资金的巨大损失等诸多问题。将黄金尾矿用于制备建筑材料是当前黄金尾矿资源化利用所研究的热点。本论文黄金尾矿作为主要原料,研究了黄金尾矿制备烧结砖的烧结工艺和原料配比;研究了黄金尾矿制备外墙外保温泡沫陶瓷的烧结工艺和原料配比,并对性能进行测试分析。本文首先在研究了黄金尾矿的
学位
在21世纪的今天,随着塑料的广泛使用,“白色污染”的产生严重危害生态环境,寻找一种可代替传统塑料的可降解材料成为了目前国内外关注的热点。聚乳酸凭借其可生物降解性、高强度、高模量等优点受到了广泛的关注。然而其韧性差的缺点大大限制了它的应用,因此对聚乳酸进行增韧改性处理成为了目前的研究重点。从第一辆汽车生产至今,废旧轮胎的数量逐年递增,据统计,目前每年产生的废旧轮胎高达17亿条。废旧轮胎在自然条件下极
学位
电化学免疫传感器是基于抗原-抗体特异性结合原理的分析装置,因其具有特异强,快速检测,制作成本低等优势而成为免疫分析领域的研究热门。利用复合纳米材料的合理设计有效实现信号放大对于提高免疫传感器的检测灵敏度具有重大意义。本研究以聚(3,4-乙撑二氧噻吩),聚吡咯为主体材料,采用化学聚合法制备具有良好电化学性能的导电聚合物复合纳米材料,并将其应用于高灵敏度免疫传感界面的构建。通过复合材料之间的协同效应放
学位
<正>进入新发展阶段,推动港口发展需要从服务国家战略布局和发展格局重新确立战略方向,更加注重港口综合服务平台构建、更加注重产业链供应链深化提升,更加注重港口与城市发展互促共赢,服务地方产业升级和高质量发展,使港口发展切实成为吸引关联产业集聚、促进港口城市互动、支撑城市群协同和区域协调发展的战略性构件,深度融入国家构建新发展格局和推动高质量发展的宏伟战略。
期刊
激励机制的建立和执行是企业人力资源管理的一个重要环节,它往往能从正面的视角来激发员工的工作积极性,从而达到提高绩效的目的,这与传统的“刚性”约束方式有很大的不同。近几年的一些研究表明,企业运用激励制度可以有效地提高员工的绩效,这不仅体现在员工的工作积极性和工作效率上,也体现在员工对组织的贡献上。RUBN是一家集研发、生产、销售于一体的高科技公司,其激励机制的存在模式极具代表性,与我国传统中小生产企
学位
针对青贮玉米籽粒破碎率低、秸秆揉搓效果差制约了青贮玉米收获机械化技术的发展,进而影响后续青贮饲料的发酵与养分转化,结合碟盘式破碎辊可实现高效作业和高破碎率的优势,采用理论分析与试验相结合的方法,对青贮玉米籽粒和秸秆的力学特性、碟盘式破碎辊的设计、物料的揉搓破碎机理、基于离散元法的仿真优化试验以及基于有限元法的碟盘作业性能展开了系统性的研究:(1)为研究青贮玉米籽粒和秸秆的揉搓破碎条件,特开展了含水
学位
叶绿素含量和叶面积指数是玉米生长的重要农学参数,对监测玉米生长状况和产量预测意义重大,因此如何快速准确地监测玉米的叶面积指数(Leaf area index,LAI)和叶绿素相对含量(SPAD),对玉米的后期田间管理和产量提高至关重要。针对目前单一来源数据源下,夏玉米LAI和SPAD反演模型精度低、鲁棒性差等问题,本研究以夏玉米为对象,研究地面与无人机低空多源遥感数据(地-空多源数据)融合进行夏玉
学位