【摘 要】
：
偶氮染料作为工业废水的主要污染源之一,具有毒性、致癌性和生物难降解性等特点,对水生生态系统和人类健康造成了严重威胁。如何高效、快速降解有机废水中的偶氮染料已逐渐引起各界科学家们广泛的关注,然而开发新型、高效的催化降解材料是污水处理技术的关键。纳米多孔金属材料具有大的比表面积和优异的催化性能,在催化、燃料电池、污水处理等方面具有广泛的应用。本文以非晶合金为前驱体,利用脱合金化技术成功制备出纳米多孔金
论文部分内容阅读
偶氮染料作为工业废水的主要污染源之一,具有毒性、致癌性和生物难降解性等特点,对水生生态系统和人类健康造成了严重威胁。如何高效、快速降解有机废水中的偶氮染料已逐渐引起各界科学家们广泛的关注,然而开发新型、高效的催化降解材料是污水处理技术的关键。纳米多孔金属材料具有大的比表面积和优异的催化性能,在催化、燃料电池、污水处理等方面具有广泛的应用。本文以非晶合金为前驱体,利用脱合金化技术成功制备出纳米多孔金属材料,系统研究了其对偶氮染料的催化降解性能与机理,具体研究工作如下:（1）以Fe80Si9B11非晶合金为前驱体,采用化学脱合金化技术成功制备纳米多孔Fe（NPFe）,通过XRD、SEM、AFM、BET等表征手段,对NPFe进行形貌、结构等分析;以H2O2为氧化剂,研究NPFe作为类Fenton催化剂对偶氮染料的降解性能。结果表明:通过调控腐蚀时间制备出不同孔径大小的NPFe,脱合金化时间延长,孔径增大、纳米多孔结构分布更加均匀。当脱合金化处理90 min,NPFe（NPFe-90）孔径平均尺寸为240 nm,较原始条带的比表面积增加了近15倍。降解实验结果表明:NPFe在酸性条件下（p H=2～3）对偶氮染料具有优异的催化降解性能、循环稳定性和良好的普适应,NPFe-90对甲基橙的降解效率在40 min达到100%,降解效率较原始条带提高了近35%,可见NPFe的纳米多孔结构增大了比表面积,加快电子的传输速率,从而加快降解效率。基于降解机理实验,揭示了NPFe/H2O2的降解机理:高效的降解性能主要来源于Fe2+/Fe3+的相互转换催化分解H2O2生成HO·的均相反应,以及Fe~0还原的异相反应。（2）以Zr55Cu30Ni10Al5非晶合金为前驱体,采用脱合金化处理成功制备出纳米多孔铜（NP-Cu）粉末,通过XRD、SEM、XPS等表征手段,对NP-Cu粉末进行形貌、成分等分析;研究NP-Cu粉末/H2O2为类Fenton试剂对偶氮染料的降解性能。NP-Cu粉末结构表征结果表明:NP-Cu粉末具有三维（3D）双连续网状多孔结构,其化学成分为Cu79.63Ni6.85O13.53（at.%）,主要由Cu和Cu2O物相组成。降解实验结果表明:NP-Cu粉末/H2O2降解体系在酸性（p H=2）和中性（p H=7）环境中对偶氮染料均表现出优异的催化降解性能,40 min降解效率达到100%。此外,循环实验表明,NP-Cu粉末也具有良好的耐久性。根据降解机理实验结果提出了一种新的NP-Cu粉体/H2O2的降解机理:在酸性环境中的高效的降解性能主要来源于与Cu3+相关的特定路径的非均相反应,以产生HO·;而在中性环境中,它主要来源于经典的铜基类Fenton反应生成HO·的均相反应。本论文研究结果表明,以非晶合金为前驱体制备的纳米多孔金属作为类Fenton反应催化剂应用于有机废水处理具有潜在的应用前景,提出了新的降解机理对类Fenton反应具有科学的指导意义。
其他文献
汽车装配线是典型的大规模标准化生产体系。汽车装配线不仅能够对单一类型的产品进行生产,而且可以实现不同类型汽车共同进行装配,极大满足了制造商高效生产需要和消费者的个性化需求。因此,对汽车装配线的有关问题研究显得尤为重要。本文主要探究了汽车装配线的平衡问题和排序问题。具体如下:首先,根据汽车装配线平衡和排序之间的层次关系,构造一种新的汽车装配线平衡和排序问题的双层规划模型。技术科作为上层,通过管理装配
玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforcement Polymer,简称GFRP）管组合柱是一种新型组合结构,具有轻质高强、耐腐蚀性等优点。内部混凝土在GFRP管环向约束作用下,强度以及延性得到较大提升,可应用于公路桥梁、框架结构中,但GFRP管组合长柱在轴压中的力学性能及设计计算理论还有待进一步研究。本文以三种结构形式GFRP管组合长柱为研究对象,开展其单调轴压和循环轴压的
材料问题是能否实现可控核聚变能源应用的关键,低活化马氏体/铁素体钢被普遍认为是未来核聚变示范堆和第一座商用核聚变电站的首选结构材料,其服役条件为高温（325~550℃）和强磁场（2.2~6.5 T）。在强磁场极端服役条件下的组织（马氏体、位错以及碳化物）演变将严重影响钢的服役寿命,进而影响聚变堆的安全。本文采用多种微观组织检测方法（扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、电子背散射衍射、小角中子散射）研究
内燃机技术的不断提升,提高了能源的利用率,但每年消耗大量化石能源来提供动力,能源危机和环境污染对内燃机的发展提出更高的要求。柴油机拥有更高的热效率,在不改动柴油机机构条件下,通过掺混代用燃料,结合新型燃烧方式,实现高效清洁燃烧。本文通过仿真软件CONVERGE建立计算模型,研究喷油策略和耦合EGR率对低负荷下柴油/汽油/PODEn燃料发动机的燃烧特性的影响规律。研究单次喷射时刻、预喷时刻、预喷比例
在我国城市空间用地极度紧缺的发展困境下,传统工业区因占地规模大,资源配置效率低而逐步成为城市更新的主要目标。然而,当下的城市老工业区更新实践因更新目标、策略与空间基础不匹配,往往会产生更新停滞、效果不佳等一系列的后续城市问题。因此,回归城市老工业区现状,研究空间现状与更新的关系,对城市老工业区空间现状进行资源性认识与评价,对提升城市质量、促进存量更新具有必要性。同时,源自空间生产的资本循环理论具有
知识经济时代背景下,旅游虚拟社区已然成为旅游信息的集成广场,其打破了地理和时间的限制,实现了社区成员的跨时空交流,且已被认为是旅游行业互联网营销和电子商务模式的核心,正在改变着旅游生产与消费之间的关系。然而,越来越多的旅游虚拟社区成员选择了沉默,这部分社区成员只浏览信息,不参与成员间的话题讨论,也不发表相关评论,甚至发帖数为0。同时,相关研究和实际调研发现,大多数社区成员处于“沉默”状态,且沉默数
我国是世界上残障人口最多的国家,而且随着人口的不断老化,再过五年,全国的残疾人数将超过一亿。十九大报告也提到了当前的不均衡问题,这是新时期的工作重点。因此,重视残疾人在数字社会的生存状况,不仅可以促进整个社会的和谐发展,而且对残疾人的关怀,也能反映出整个社会的文明发展水平。论文以数字时代的残障人士为研究对象,采用文献研究法、调查问卷等方法,整合与残疾人数字鸿沟有关的理论,收集统计资料并加以数据分析
唐棣是元代山水画史上李郭传派的重要代表画家,其山水画既承续了北宋一脉山水的刚劲、苍茫的风格,又融合了董巨南派山水画的笔墨技法,进而形成了其独特的绘画风格。本文以唐棣的《滕王阁图》为研究中心,借此一窥元代山水画中的绘画理念。本文主要从三个方面来分析《滕王阁图》。本文从图像入手,从构图、笔墨角度等角度对《滕王阁图》进行分析,题跋、印鉴作为图像的一部分,有重要的历史意义。本文共分三章,第一章旨在阐明《滕
威尔汉姆·哈默修依（Vilhelm Hammersh?i,1864-1916）,一位神秘得让人捉摸不透的丹麦画家。哈默修依的作品散见于世界各地,很难集中展览,直至艺术史家发现其作品的价值,从而追寻他的艺术生涯并力争举办专属他的展览。本文主要探讨哈默修依绘画作品中的视觉语言特色,以绘画语言的要素（线条、形状、明暗、色彩、空间和质感）作为切入点来呈现哈默修依绘画中所表现出的视觉语言（主题、内容、语言意
随着我国钢铁工业的快速发展,其带来的环境问题也日益严峻。烧结工序作为钢铁工业的重要组成部分,同时也是钢铁企业大气污染物排放的主要来源。本文通过烧结杯实验,探索了燃料特性对烧结过程与烟气排放的影响。结果表明:烧结烟气中NOx主要来自于燃料,燃料中煤粉比例逐渐提升过程中,烟气中CO和NOx生成量逐步上升,O2出现下降,燃烧层变窄,高温持续时间缩短导致烧结矿冷强度等指标逐步下降。在燃料中煤粉比例由75%