新型鈷銅復(fù)合非均相類Fenton催化劑的制備及其性能研究.pdf

1、本文旨在開發(fā)一種pH適用范圍廣、催化效率高的非均相類Fenton催化劑。研究?jī)?nèi)容主要分為三個(gè)部分：首先是新型鈷銅復(fù)合非均相類Fenton催化劑制備條件的優(yōu)化。用改性水熱法制備催化劑，借助TEM、SEM、XRD、紅外等表征手段，以甲基橙的脫色效率為參數(shù)，通過單因素試驗(yàn)法，探究活性元素鈷銅比、表面活性劑、制備時(shí)間、反應(yīng)溫度等因素對(duì)催化劑性能的影響，以此得到催化劑的最佳制備工藝參數(shù)；其次是催化劑的性能研究。用制備的催化劑和過氧化氫構(gòu)成非均相F

2、enton體系降解甲基橙模擬廢水，先用單因素分析方法，探究該體系中溶液的初始pH值，催化劑的投加量，過氧化氫的投加量，反應(yīng)溫度等因素對(duì)催化劑性能影響，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)曲面法對(duì)催化劑降解的最佳工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，另外，在最優(yōu)條件下對(duì)該催化劑的重復(fù)利用性和穩(wěn)定進(jìn)行研究；文章最后部分對(duì)催化劑的降解機(jī)理進(jìn)行初步探究。研究結(jié)果如下：
　　（1）該新型鈷銅非均相類Fenton催化劑的最佳制備工藝參數(shù)為：活性元素鈷銅比為5:2、表面

3、活性劑為丙醛、反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)時(shí)間48h。在此條件下制備的催化劑顆粒呈現(xiàn)不規(guī)則的六方晶型片狀結(jié)構(gòu)，粒徑分布于0.50μm到5.00μm之間，顆粒之間有空隙，催化劑顆粒的主要成分為氧化鈷和氧化亞銅且純度較高。
　?。?）通過單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：該催化劑在pH為2.00-10.00的范圍內(nèi)均具有較高的催化性能；催化劑的最佳投加量為3.00g/L；催化降解效果隨著過氧化氫的增加而增加，最后趨于平衡；COD降解率隨著溫度的升高而增大。

4、通過響應(yīng)曲面法進(jìn)行優(yōu)化后得到降解的最佳工藝參數(shù)為：溶液的初始pH值為8.00，催化劑的投加量為3.20g/L，過氧化氫的投加量為43.80mL/L，反應(yīng)溫度為49.94℃，反應(yīng)時(shí)間為40min，在最優(yōu)條件下COD降解率為92.78％。另外，催化劑的重復(fù)性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：該催化劑重復(fù)使用三次后仍能表現(xiàn)出一定的催化性能，這表明該催化劑具有一定的回收利用價(jià)值。
　?。?）分析甲基橙模擬廢水降解過程的UV-Vis光譜，推測(cè)脫色主要是因?yàn)榧谆戎?/p>