过氧钛多金属氧酸盐的合成及催化O2降解SCN-的研究

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SCN-是一种有毒无机离子,其污染主要来源于焦化、电镀、印染、洗像等工业排放物,对人类危害很大。目前常采用生物法和Fe氧化法,但SCN-的氧化不彻底,排放达不到国家要求,且产生二次污染,反应速度低,操作条件苛刻。因此,寻找具有反应条件温和、高活性、氧化彻底、无二次环境污染、可重复使用的催化剂来活化分子氧,以实现对SCN-的彻底氧化,意义重大。催化湿式氧化法是一种有效的水处理技术。利用空气或氧气作为氧化剂,在催化剂催化作用下,使得污水中有机物降解成为简单无机离子或有机小分子,以得到净化,废水中的各项污染物达到排放标准。然而传统催化湿式氧化法需要在高温(80-180℃)高压(1-5MPa)条件完成,限制了其广泛应用;研制有效的催化剂以缓和反应条件,特别是温和的条件下如室温、环境压力,是研究的重点也是其真正应用的前提。本文基于催化湿法氧化的机理,试图寻找廉价、高效的催化剂,实现SCN-废水的高效、温和条件下的深度降解。基于以上的设想,本文设计合成过氧钛多金属氧酸盐胶束催化剂,催化氧气来降解SCN-。催化反应条件温和,SCN-降解彻底,催化剂可重复使用,无污染,绿色环保。1、制备了三种含过氧钛钨磷酸胶束催化剂:[CH3(CH215N(CH33]5[PW11(TiO2)O39](C16PW11TiO2)、[CH3(CH215N(CH33]7[PW10(TiO22O38](C16PW10(TiO22)、[CH3(CH215N(CH33]9[PW9(TiO23O37](C16PW9(TiO23),并用元素分析、XRD、UV、IR、和TEM、EDS和粒径分析等手段对其结构和形貌进行表征。2、考察了C16PW11TiO2催化氧化SCN-的活性,探讨了反应条件:催化剂用量、反应时间、反应温度、吸附、催化剂重复使用次数等条件对SCN-降解率的影响。3、考察了C16PW10(TiO2)2催化氧化SCN-的活性,探讨了反应条件:催化剂用量、反应时间、反应温度、吸附、pH、催化剂重复使用次数等条件对SCN-降解率的影响。4、考察了C16PW9(TiO23催化氧化SCN-的活性,探讨了反应条件:催化剂用量、反应时间、反应温度、催化剂重复使用次数等条件对SCN-降解率的影响。5、系统研究了不同Ti取代钨磷酸胶束催化剂各种物理化学性质对催化氧气降解SCN-的影响,提供POMs胶束催化合成、应用的依据以及可能的催化机理。
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