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微波紫外辐射催化降解吸附态芳环化合物的研究

徐鑫  
【摘要】:本课题针对环境中芳环化合物来源广、危害大和难降解等问题,采用微波紫外耦合辐射催化降解技术,对苯酚、萘酚和罗丹明B的降解效果及工艺条件进行了研究,并研制了兼具吸波、吸附和催化氧化性能的新型功能材料MnO_2/Al_2O_3复合物,取得了显著的降解效果。 本文采用MnO_2做催化剂,辅助微波紫外辐射氧化降解吸附在活性氧化铝上的苯酚,在工艺条件:空气流量0.64L/min,微波输出功率529W,微波紫外辐照时间为20min,催化剂MnO_2质量15g时,苯酚的矿化度为95.19%。MnO_2在微波辐射下升温至530oC以上时,在有O2的条件转化成Mn2O3,使用热浓硫酸进行再生,使用多次再生后的MnO_2对苯酚的矿化度仍在80%以上,再生效果良好。 在MnO_2做催化剂的基础上使用铝酸盐中和法制备出一种新型材料MnO_2/Al_2O_3,该材料在微波辐射下可迅速升温至900oC高于MnO_2本身,是一种新型的复合吸波材料。并运用BET、SEM、EDX等手段对材料的结构进行分析,结果表明该材料为介孔材料,且微波辐射使该材料比表面积略有降低,孔容、孔径有所增加。对材料的吸波性能进行考查,结果表明该材料的吸波性能受MnO_2和Al_2O_3含量的比例、微波输出功率和材料在微波辐射下质量损耗的影响。 将新型MnO_2/Al_2O_3材料应用于微波紫外辐射催化氧化系统对吸附态苯酚、α-萘酚和罗丹明B的降解研究。微波紫外辐射时间20min,微波辐射强度529W,空气流量0.56L/min时,MnO_2/Al_2O_3材料上苯酚在微波紫外催化降解的矿化度为90%、α-萘酚矿化度为80.58%;在空气流量为0.4L/min时,微波紫外辐射对罗丹明B的矿化度为61.52%。


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