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《西北师范大学》 2016年
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镁铝铁和镍铁类水滑石的制备及其催化降解孔雀石绿

姜品品  
【摘要】:近年来,工业生产和人类生活所产生的含污染物的废水对水资源造成的污染已引起全世界的关注,含难降解染料的印染废水更是水处理领域的研究热点之一。作为高级氧化技术(AOPs)之一的非均相类芬顿法具有一定的优势,是一种较好的废水处理方法。本研究以非均相类水滑石催化剂催化H_2O_2产生羟基自由基降解水溶液中的有机染料为目的,通过固相研磨法和改进尿素法制备了MgAlFe-HTLCs和NiFe-CHTLCs两种非均相催化剂。研究过程中选定了孔雀石绿(MG)为降解目标底物,考察了初始pH、溶液初始浓度、反应时间、催化剂用量及H_2O_2用量等因素对催化效果的影响。此外,对于催化剂的稳定性和反应机理也进行了初步研究。通过研究得到了以下结论:(1)采用室温固相研磨法结合水热处理制得MgAlFe-HTLCs催化剂,利用XRD、BET、SEM、FT-IR、TG等手段分析。结果表明铁和铝比例相同,晶化时间为18h,晶化温度为110℃时,MgAlFe类水滑石化合物具有良好的层状结构。在温度298K、催化剂用量0.1g·L~(-1)、H_2O_2用量为1mL、初始pH=6.3的条件下对10mg·L~(-1)的孔雀石绿水溶液进行降解,反应30min后降解脱色率可达99%。TOC去除率在反应30min后达到38.9%,而在反应70min后可达到72.2%。通过XRD、BET及EDS对回收的催化剂进行表征、测试,结果表明,连续三次使用后,催化剂的活性无明显降低。(2)利用改进尿素法制得NiFe-HTLCs,通过XRD、SEM、EDS、BET、FT-IR和TG/DTA技术对其结构、形貌、颗粒大小等进行了表征。所得样品的XRD谱图显示其具有典型水滑石晶体结构特征衍射峰,峰型完整,而且层状形貌明显。最优制备条件为n(Ni):n(Fe)=3:1,初始pH为3.0,晶化温度为110℃,晶化时间为24h。样品在500℃高温下煅烧得到NiFe-CHTLCs,其比表面积增加了55%,有利于催化降解。以NiFe-CHTLCs为非均相催化剂,在温度298K、催化剂用量1g·L~(-1)、H_2O_2浓度300mM、初始pH=6.3的条件下对10mg·L~(-1)的MG水溶液进行吸附和降解,吸附5h后,脱色率达到60%;加入过氧化氢,反应60min后脱色率可达99%。
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O643.36

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