催化氧化降解工業(yè)廢水的催化劑和工程應用研究.pdf

1、如何經(jīng)濟高效的對環(huán)境污染的治理是環(huán)境保護的一項重大任務。在高級氧化技術中使用性能穩(wěn)定高效的催化劑可以顯著地降低成本和提高效率，因此對催化劑的研究與篩選具有重要的現(xiàn)實意義。基于此本文對利于磁性分離的芬頓催化劑的應用進行了研究。電解錳渣是一種污染嚴重的固體廢棄物，然而錳渣中部分活性成分對臭氧氧化具有催化效果。基于以廢治廢、資源化利用，本文對電解錳渣制成臭氧催化劑及應用到工業(yè)廢水的處理進行了研究。
　　本文第一章介紹了工業(yè)廢水現(xiàn)狀、高級

2、氧化技術、電解錳渣的現(xiàn)狀，并對本課題的研究目的、意義和內(nèi)容進行了闡述。
　　第二章闡述了鐵摻雜的有序介孔碳（OMC@Fe）、碳包覆四氧化三鐵（C@Fe3O4）、磁性氧化石墨烯（MGO）三種磁性碳復合材料的制備，以及利用XRD、TEM、TG等分析檢測手段對材料進行了表征。三種磁性碳復合材料對4-CP模擬污染物進行了吸附，結(jié)果表明其吸附動力學過程更符合Lagergren準二級動力學模型，吸附等溫線更符合Freundlich等溫線模型，

3、三種磁性碳復合材料吸附能力由強到弱分別為：C@Fe3O4>OMC@Fe>MGO。同時以酸性橙為模擬污染物，對材料的芬頓反應催化性能進行了研究。在OMC@Fe類芬頓降解酸性橙過程中通過正交實驗得出在考察范圍內(nèi)對反應的影響顯著性排序從強到弱依次為：pH、H2O2濃度、催化劑濃度。此外，光照在一定程度下可以提高芬頓反應的降解效果，在一定程度內(nèi)通過升高溫度還可以降低pH對反應限制。OMC@Fe作為類芬頓降解酸性橙的催化劑具有較好的穩(wěn)定性能，且能

4、夠循環(huán)利用。C@Fe3O4類芬頓降解酸性橙的過程可以進一步證實在一定程度內(nèi)通過升高溫度可以降低pH對反應限制的結(jié)論。C@Fe3O4具有磁性，便于材料的回收與重復利用。
　　在第三章中，先以電解錳渣為載體制備出電解錳渣載錳催化劑，再研究其在臭氧催化氧化工藝中對X3B的降解。實驗確定在高錳酸鉀濃度為0.05 mol/L-1、吸附時間為24h、煅燒溫度為400℃的條件下制備出的電解錳渣載錳催化劑在實驗考察范圍內(nèi)表現(xiàn)出最高活性。電解錳渣載

5、錳催化劑催化臭氧化較單純臭氧化污染物X3B具有優(yōu)勢，電解錳渣載錳催化劑具有較好的穩(wěn)定性能，機理探究發(fā)現(xiàn)催化產(chǎn)生的羥基自由基和體系臭氧是去除污染物的活性物種之一。此外，通過對不同反應裝置的反應效果進行對比，可以發(fā)現(xiàn)柱式反應裝置具有更快的反應速度。
　　第四章是關于臭氧催化氧化技術工程實踐。該部分對XX化工園污水處理廠現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行了采集與分析，得出該臭氧氧化工藝對廢水可生化性的提高具有貢獻。結(jié)合實際情況通過小試，選出二氧化錳作為催化劑