电-多相催化耦合氧化处理苯胺废水的研究

摘要

三维电极电化学方法用于环境污染治理领域已经引起了广泛的关注，目前已被广泛应用于有机废水的治理，但是电流效率仍然很低。本论文将多相催化技术引入到电化学反应器中，通过电化学和多相催化耦合氧化作用，强化电化学反应器降解有机物的效率，提高反应器的电流效率。 分别以CuO-γ-Al2O3、Fe2O3-γ-Al2O3、Fe2O3-13X分子筛催化剂作为绝缘填料，在间歇运行的条件下，以COD为800mg/L的苯胺模拟废水为处理对象，考察此反应体系对高浓度难降解有机污染物的去除效果，表征了多相催化剂的结构和组成，并初步探讨了苯胺降解机理。结果表明，三种催化剂为绝缘填料的电-多相催化反应器对COD均有较好的去除效果。优化条件为电解时间1h，外加电压30V，初始pH值7.3，支持电解质浓度800mg/L时，去除率依次为36.53﹪、30.36﹪和29.54﹪。优化条件下对比不同反应器的去除效果，得到绝缘填料上负载催化剂后对反应器的去除有一定的强化作用。通过对比活性成分为Fe2O3、催化剂载体不同的电-多相催化体系发现，γ-Al2O3作为催化剂载体时，其助催化作用更加明显。不同绝缘填料的电化学反应器对COD的去除有如下规律：CuO-γ-Al2O3＞Fe2O3-γ-Al2O3＞Fe2O3-13X分子筛＞γ-Al2O3＞13X分子筛＞石英砂。能量衡算表明，电-多相催化体系的电耗明显降低。电流效率明显提高。 在以上实验的基础上，以CuO-γ-Al2O3为考察对象，以苯胺为底物，在常温常压下，得出催化剂活性最佳时的制备条件为活性组分含量5﹪、浸渍时间24h、焙烧温度500℃，焙烧时间5h，此条件下制备的催化剂对苯胺的去除率可达87.28﹪。 将最佳条件下制备的CuO-γ-Al2O3催化剂用于循环间歇式电-多相催化体系。分别考察了外加电压，流速及苯胺初始浓度对反应器去除效果的影响，并通过准一级反应动力学模型对苯胺降解速率曲线进行了拟合，得到了不同条件下的反应速率方程和反应速率常数。

目录

文摘

英文文摘

引言

1文献综述

2实验部分

3电-多相催化耦合氧化体系降解苯胺废水的性能及规律

4催化剂结构、组成及其稳定性

5 CuO-γ-A12O3催化剂制备条件的优化

6电-多相催化反应器处理苯胺废水的反应动力学研究

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢