由粉煤灰制备介孔分筛及其对有机废水的处理研究

摘要

由于人类的发展面临着水资源匮乏，水污加重。因此人们越来越关注于水处理的研究。亚甲基蓝和硝基苯在印染和难降解疏水污染物中具有代表性意义。对于他们处理方法的探索具有代表性的意义。在众多的水处理方法中利用纳米TiO2光催化降解有机污染物因为其无二次污染、氧化能力强等特点成为人们关注的焦点。而利用大比表面积的介孔分子筛吸附处理难降解有机污染物也因其方法简单、高效、吸附时间短而备受关注。这两种方法都具有实际工业使用的研究价值。
　　与传统硅基介孔分子筛硅源相比，本研究以粉煤灰作为硅源更加廉价易得，拓宽了硅源选择范围。并且可以实现粉煤灰元素水平的高值有效利用。本研究主要研究内容如下:
　　1.本研究用北京市石景山区某热电厂的固体粉煤灰碱熔融提取硅源。在碱性环境中以CTAB为模板剂水热法合成MCM-41，在酸性环境中以P123为模板剂水热合成SBA-15型介孔分子筛。碱熔融-水热合成分子筛，此方法简单，合成的分子筛结构稳定。本研究讨论了制备过程中Si∶CTAB（摩尔比）、Si∶P123（摩尔比）、pH、温度、晶化时间等制备条件对于介孔分子筛有序性的影响。
　　2.利用后合成溶胶-凝胶法制备了TiO2/MCM-41复合催化剂。介孔分子筛MCM-41可以有效控制纳米TiO2的粒径增长，增强其分散性能，因而提高光催化性能。模拟日光下利用TiO2/MCM-41光催化降解亚甲基蓝。结果发现TiO2最佳负载量为60 wt％，随着温度、pH的增大光催化性能均有提高。使用四个周期后，催化降解率是新鲜催化剂的91.64％。由于催化所使用的光源是模拟日光，这更有利于光催化的普及使用，具有实用价值。
　　3.通过对SBA-15的甲基改性，提高其疏水性，针对持久性有机疏水污染物硝基苯进行吸附研究。研究发现，当硝基苯浓度为8μ mol/L时，CH3-SBA-15最优佳使用量是2.5 g·L-1;吸附率随温度的升高而降低;最佳pH为5。

目录

声明

摘要

缩写对照

第一章 绪论

1．1 粉煤灰

1．1．1 粉煤灰背景介绍

1．1．2 粉煤灰的应用现状

1．1．3 粉煤灰在水处理中的应用

1．2 介孔分子筛

1．2．1 介孔分子筛的分类

1．2．2 介孔分子筛的合成

1．2．3 MCM-41型介孔分子筛

1．2．4 SBA-15型介孔分子筛

1．2．5 介孔分子筛在水处理中的应用

1．3 印染废水的处理

1．3．1 印染废水

1．3．2 印染废水的处理方法

1．3．3 光催化降解印染废水

1．4 硝基苯废水的处理

1．4．1 硝基苯废水的来源及污染特点

1．4．2 硝基苯废水的处理方法

1．4．3 吸附法处理硝基苯废水

1．5 研究思路及内容

第二章 MCM-41型和SBA-15型介孔分子筛的制备

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂及药品

2．2．2 实验仪器

2．2．3 硅源的提取

2．2．4 MCM-41的制备

2．2．5 SBA-15的制备

2．3 结果和讨论

2．3．1 硅源的提取

2．3．2 制MCM-41型分子筛影响因素讨论

2．3．3 制备SBA-15型分子筛影响因素讨论

2．3．4 介孔分子筛的表征

2．4 结论

第三章 光催化降解亚甲基蓝

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂及药品

3．2．2 实验仪器

3．2．3 TiO2／MCM-41催化剂的制备

3．3 结果与讨论

3．3．1 TiO2／MCM-41催化剂的表征

3．3．2 TiO2／MCM-41催化剂对亚甲基蓝的光催化降解性能研究

3．4 结论

第四章 SBA-15对于硝基苯的吸附研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂及药品

4．2．2 实验仪器

4．2．3 CH3-SBA-15的制备

4．2．4 硝基苯检测条件及标准曲线的绘制

4．2．5 SBA-15和CH3-SBA-15对硝基苯的吸附性能研究

4．3 结果和讨论

4．3．1 CH3-SBA-15的表征

4．3．2 SBA-15与CH3-SBA-15对硝基苯吸附性能的研究

4．3 结论

第五章 结论

参考文献

致谢

科研成果

作者和导师介绍