磁性铁基复合纳米催化剂的设计及其催化性能研究

来源 :安徽工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:myweiyong168
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
高级氧化技术(AOPs)因其在处理水体中复杂和难生化降解有机污染物方面的优越表现而受到广泛关注。如今,AOPs随着实际应用的需求,已经由最初的芬顿(Fenton)反应逐步发展到与多种技术联用的类芬顿(Fenton-like)反应。但即便如此,AOPs目前仍存在较多限制其推广应用的因素,如催化剂p H适用范围窄、颗粒易于团聚、光电子转移效率低以及回收困难等。针对上述存在的问题,在本文研究中,我们通过磁性复合、异质构建和载体分散等策略,合理设计了具有新颖结构的磁性纳米复合型催化剂,其在微观尺度的异质耦合促进了光生电子的分离和自由基的产生,显著提高了其对有机污染物的降解能力。且该类复合型催化剂p H适用范围较宽,使用过程中可非常容易实现磁性回收再利用,具有广阔的实际应用前景。本论文的研究内容主要概括为以下两个部分:(1)采用单一FeCl3铁源、一步水热法合成了Fe3O4/α-Fe OOH复合型纳米催化剂,并通过改变还原剂用量有效调节内部两种物相的比例。该催化剂内复合了磁性Fe3O4颗粒,在使用后可以通过磁力进行回收再利用,显著降低实际应用成本。复合型催化剂具有较高的比表面积、丰富的介孔、显著提升的可见光吸收性能和光生电子转移速率,这赋予了其优越的有机污染物降解能力。实验数据显示,在中性溶液条件下,催化剂可以在90 min内降解99.9%的盐酸四环素(TC);且在p H=5-9范围内降解率保持在95%以上。机理研究显示,催化剂的优越降解能力得益于初期对TC的有效吸附、过程中较高的光生电子分离和转移效率,以及起关键降解作用的超氧基自由基的快速产生。降解过程显示,有机污染物TC的催化分解主要通过脱氨、脱甲基和羟基化过程,逐步转化为小分子有机物,并最终实现矿化。(2)在该研究中,我们借助Fe@ZIF-8金属有机框架(MOFs)材料为模板,通过硫化过程制备了三元Fe3O4@Fe S2/C磁性纳米复合催化剂。该催化剂具有较高的比表面积以及丰富的石墨烯缺陷。在石墨烯化的无机碳框架结构中,Fe3O4和Fe S2通过微观耦合,显著提高了催化剂的催化降解能力;且处于纳米尺度的活性催化颗粒构陷在碳结构内得到良好的分散,有效抑制了颗粒间的聚集,有利于催化效率提高。有机物降解实验显示,该催化剂同时具有活化过氧单硫酸盐(PMS)和过氧化氢(H2O2)的能力,且采用其与PMS/H2O2的联用体系,可以在非常宽的p H范围内实现对有机物的快速降解。在采用罗丹明B为模型污染物的实验中,联用体系可以在p H=3-9的环境下适用,30 min可以完全去除污染物。此外,当该体系拓展至其他类型有机污染物时,均展现出超高的降解效率。机理研究揭示,PMS、H2O2及催化剂三者间存在显著的协同作用,可以有效促进多种氧化性自由基的快速产生。
其他文献
橡胶由于其独特的物理和化学性质,作为减震和密封等部件广泛应用于工业工程中。在元件设计制造中,力学性能是首要考虑的指标,建立真实可靠的本构关系来描述橡胶材料的力学特性变得尤为重要。分子链模型基于分子链微观结构和统计学原理,模型中的材料参数具有实际的物理意义,更接近材料本身的微观性质,而目前所开发的本构模型与橡胶力学性质还存在偏差,很大程度上是由于对分子链网络变形机制认识不足。本文基于橡胶微观结构建立
学位
目的:观察针刺四缝穴联合醋酸甲地孕酮分散片治疗Ⅳ期恶性肿瘤患者癌性厌食症的临床疗效,评估其改善癌性厌食的有效性和安全性。方法:将60例符合纳入标准的患者随机分为对照组、观察组,每组各30例。对照组予醋酸甲地孕酮分散片治疗,观察组在对照组基础上联合针刺四缝穴治疗,共治疗2周。记录治疗前后两组患者食欲NRS评分、体重、BMI、KPS评分、血红蛋白、血清白蛋白、前白蛋白、中医症状积分等方面变化。应用SP
随着当今世界对环保与发展之间存在的矛盾愈加重视,通信、汽车、能源、工业等各个领域中都将节能、高效作为衡量电力电子装置性能的重要指标。在此背景下,LLC谐振变换器凭借其能够同时实现高开关频率与高转换效率的优势,得到了广泛应用。但是,LLC谐振变换器工作模态复杂,传递函数阶数较高,在发生负载突变时,动态性能很难满足要求。因此,通过适当的方法来提高LLC谐振变换器的动态性能,具有重要的理论和工程价值。自
学位
硝基酚是一类广泛应用于多行业的有机化合物,同时因硝基酚的大量使用而造成硝基酚污染也是目前学者需要研究解决的问题。硝基酚类污染物在环境中不易降解,且危害较大,长期的存在会对环境的生态系统造成持续的伤害,威胁人类健康。本文以邻硝基酚(ONP)、对硝基酚(PNP)为研究对象,采用磁性离子交换树脂(MIEX?),系统的研究了MIEX?对ONP、PNP去除效能及机理。本研究通过三个部分组成,一是考察环境因素
学位
目的:使用温盒灸治疗老年AECOPD患者喂养不耐受,通过观察和分析症状情况,探讨温盒灸治疗老年AECOPD患者喂养不耐受的临床意义。方法:纳入符合标准的62例AECOPD患者,随机分为治疗组和对照组,除基础治疗措施外,对照组予以标准肠内营养治疗方案,治疗组予以标准肠内营养方案以及温盒灸治疗。疗程14天,记录两组患者治疗前后胃肠症状等级评估量表(GSRS表)评分、NRS2002评分、中医症候积分量表
安史之乱爆发的第二年,59岁的王昌龄辗转回老家途中,经过亳州,被亳州刺史闾丘晓杀害。一代诗杰死于非命,留下千古之谜。唐朝的文化名人中,有两个昌龄,一个叫张昌龄,一个叫王昌龄。张昌龄文辞优美,曾经得到唐太宗的大加赞赏,并且有过一段中肯的告诫谈话,告诫他不要恃才傲物,以保万全。不过,相较之下,开元、天宝年间的王昌龄诗名更大一些,虽然毕生没有与皇帝近距离接触,却留下了自己的声音,
期刊
作为一种典型的非线性冲击类负荷,电弧炉(Electric Arc Furnace,EAF)并网会引起电网谐波、电压波动等电能质量问题,从而影响了电网的安全稳定以及相关设备的运行,会给供、用电双方带来危害。因此,探究电弧炉非线性负荷的等效电路模型以及采取相应措施来治理电能质量是非常有必要的。首先,本文基于交流电弧炉负荷的非线性冲击特性,分析了电弧炉系统的操作过电压,提出了其防护措施,并研究了电弧炉负