活性炭负载Co-Mo复合金属氧化物催化臭氧化水中的α-苯乙胺

摘要

在工业和经济日益发达的当今社会，水污染已经成为越来越严重的全球性问题。工业废水以其成分复杂，有机物含量高，排放量大和毒性大等特点成为水处理的重点难点。α-苯乙胺被广泛应用于乳化剂、合成医药中间体、合成香料等领域。因其在水中有一定的溶解度，自然环境下难降解，含有α-苯乙胺的废水的排放对环境中的鱼类、人体以及其他自然生物存在巨大的危害。在废水处理领域对α-苯乙胺的研究甚少，因此急需探索出绿色高效的工艺条件应用于降解水中的α-苯乙胺。催化臭氧化技术近些年来成为广大学者研究水处理工艺的热点，并已取得良好的效果。本文通过实验探索出催化剂的制备方法，研究其催化降解α-苯乙胺的性能，并应用催化臭氧化技术深度处理含有α-苯乙胺的水溶液。
　　负载型过渡金属氧化物催化剂，催化臭氧化水中有机物具有明显的效果。本文使用α-苯乙胺（纯品）配置成一定浓度的水溶液，以水样COD值作为催化剂催化降解效果的衡量标准，探索催化剂的制备过程。实验考察催化剂的制备工艺有载体的选择、主副金属的筛选以及负载比例的确定、负载方法的选择、催化剂煅烧温度。催化剂的优选制备方案为以活性炭颗粒为载体，复合金属催化剂的主金属为Co，副金属为Mo，其中CoO:MoO3:C=0.5:0.1:10（质量比），负载方法选用沉降法，煅烧温度为340℃。
　　论文对单独臭氧氧化、臭氧和活性炭联用催化氧化、空气和催化剂联用催化氧化以及臭氧和催化剂联合作用催化氧化进行实验，降解率分别为12.8％、50.7%、77.8%、86.9%。比较分析可知催化剂在降解过程中起到了主要的作用，臭氧在催化剂的表面形成氧化能力强的·OH，可以进一步的将有机物分子分解。对于催化氧化过程条件的考察，以水样COD值去除率为衡量标准，得出以下结论：α-苯乙胺初始浓度对降解终点溶液的COD值基本没有影响；碱性环境有利于臭氧化反应的顺利进行；催化剂的加入量为2.0g/100mL,溶液初始pH=10.0，α-苯乙胺初始 COD=928mg/L,当反应温度为25℃时，催化臭氧化降解水中α-苯乙胺实验最终水样COD为83.8 mg/L，COD去除率达到91.0%。当反应温度为55℃时，催化臭氧化降解水中α-苯乙胺实验最终水样COD为29.0 mg/L，COD去除率达到96.9%。

目录

声明

1 绪论

1.1 α-苯乙胺的性质及危害

1.2 废水处理技术概述

1.3 臭氧化技术

1.4 金属氧化物催化性能

1.5 负载金属型催化剂

1.6 课题研究目的意义及研究内容

2 实验背景和材料方法

2.1 实验用品

2.2 实验背景与表征方法的选择

2.3 降解实验装置与方法

2.4 分析方法与仪器

2.5 本章小结

3 催化剂的制备工艺研究

3.1 活性炭对降解水中α-苯乙胺的影响

3.2 不同负载方法对比以及复合金属催化剂主金属筛选

3.3 复合金属催化剂中副金属的筛选

3.4 主副金属氧化物负载比例的筛选

3.5 催化剂煅烧温度对降解实验的影响

3.6 不同载体对催化降解效果的影响

3.7 催化剂的结构性质

3.8 本章小结

4 催化臭氧化降解α-苯乙胺的研究

4.1 空气催化氧化α-苯乙胺的效果

4.2 催化剂用量对降解实验的影响

4.3 α-苯乙胺初始浓度对降解实验的影响

4.4 溶液初始pH对降解实验的影响

4.5 催化剂的重复使用次数

4.6 反应温度对催化臭氧化降解效果的影响

4.7 α-苯乙胺降解历程分析

4.8 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

个人简历及学术成果

致谢