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2，4-二氯酚在铜基催化剂上的有效氧化降解

作　者: 李京京
导　师: 石雷
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 2,4-二氯酚 CuO/γ-Al2O3催化剂碱金属氧化物碱土金属氧化物氧化降解
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

2,4-二氯酚等氯酚类化合物被广泛应用于化工、制药、染料、造纸、杀虫剂、防腐剂等行业,是一类具有恶臭、异味、毒性大、难降解的典型有机污染物之一,主要通过工业废水的途径进入地表水而污染环境。同时氯酚类化合物具有较大的神经毒性、器官感应性和致癌性,危害极大。因此如何减轻环境中氯酚类化合物的污染,受到人们的高度重视。近年来,氯酚的催化氧化降解法作为一种高效、经济的处理方法受到科学界和工程技术界的广泛关注。本论文研究了2,4-二氯酚的催化氧化降解并且通过XRD、NH3-TPD等表征方法对催化剂进行了深入探讨。研究表明,在众多的金属氧化物和担载型催化剂中,CuO/γ-Al₂O₃催化剂对2,4-二氯酚的催化氧化降解呈现出高的降解活性。碱金属和碱土金属氧化物添加到CuO/γ-Al₂O₃催化剂,30℃,反应2 h,2,4-二氯酚能够被完全转化,并且氯离子的去除率也显著提高。CuO粒子分散度好和较少量酸中心的担载氧化铜催化剂有利于2,4-二氯酚的氧化降解。一些反应参数,例如:H₂O₂的用量、活性组分担载量、反应温度、起始2,4-二氯酚溶液的pH值、反应时间等被研究。结果表明,对于CuO/γ-Al₂O₃催化剂,CuO的最佳担载量为0.9 mmol/g,氧化剂H₂O₂的最少用量为1 ml,2,4-二氯酚的氯离子去除率随反应温度的增加而增加,碱性环境有利于2,4-二氯酚的催化氧化降解并且2,4-二氯酚在CuO/γ-Al₂O₃作为催化剂的催化氧化降解的最佳pH值约为11。在最佳操作条件下,即H₂O₂作为氧化剂、CuO/γ-Al₂O₃作为催化剂、起始2,4-二氯酚溶液的pH值约为11、反应温度30℃、反应24 h,2,4-二氯酚完全转化且氯离子的去除率达到100%。本论文也对2,4-二氯酚可能的催化氧化降解路径做了初步的探讨。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-9
第一章文献综述  9-17
  1.1 含酚废水的处理方法  9-15
    1.1.1 生化法处理含酚废水  9
    1.1.2 物理化学法处理含酚废水  9-11
    1.1.3 化学法  11-15
  1.2 2,4-二氯酚的降解研究  15
  1.3 论文设想  15-17
第二章实验部分  17-20
  2.1 主要载体、原料以及试剂  17-18
  2.2 催化剂的制备  18
    2.2.1 金属氧化物催化剂的制备  18
    2.2.2 担载氧化铜催化剂的制备  18
    2.2.3 加助剂的担载氧化铜催化剂的制备  18
  2.3 催化反应及分析方法  18-19
    2.3.1 催化反应  18
    2.3.2 分析方法  18-19
  2.4 催化剂的表征  19-20
    2.4.1 X 射线衍射(XRD)  19
    2.4.2 程序升温脱附（NH3-TPD）  19-20
第三章催化剂的筛选及制备条件的研究  20-26
  3.1 催化剂的筛选  20-22
  3.2 催化剂制备条件的研究  22-24
    3.2.1 氧化铜担载量的影响  22-23
    3.2.2 CuO/γ-Al_2O_3 催化剂焙烧条件的影响  23-24
  本章小结  24-26
第四章反应条件的优化  26-29
  4.1 过氧化氢用量的筛选  26
  4.2 反应温度的影响  26-27
  4.3 起始2,4-二氯酚溶液pH 值的影响  27-28
  4.4 反应时间的影响  28
  本章小结  28-29
第五章碱性助剂对CuO/γ-Al_2O_3催化剂的作用  29-37
  5.1 碱金属氧化物助剂对2，4-二氯酚催化氧化降解的影响  29-31
  5.2 碱土金属氧化物助剂对2，4-二氯酚催化氧化降解的影响  31-36
  本章小结  36-37
第六章 2，4-二氯酚催化氧化降解机理的初探  37-39
结论  39-40
参考文献  40-45
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  45-46
致谢  46

2，4-二氯酚在铜基催化剂上的有效氧化降解

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