光氧化耦合催化氧化处理甲苯

发布时间：2017-06-19 14:15

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【摘要】：甲苯常被用于室内装修材料和工业应用中,由于甲苯的稳定性和挥发性,对空气和水源造成很大污染。因此,甲苯污染问题不容忽视。本论文的目的：首先确定甲苯降解实验体系,包括光源波长的选择和最优催化剂的选择；其次对最优催化剂进行条件优化并评价其性能,探究水分子对催化剂的影响及再生方法对催化剂活性恢复的影响。本文主要研究内容如下：1.选取UV254+185nm波长为体系的光源,由于体系产生O3,需要探索一种对甲苯和O3都有较高去除率的催化剂。通过评价其催化性能,选取以泡沫镍为载体,以粉体烧结法制备的TiO2(P25)/MnOx催化剂为最优催化剂。2.探索TiO2(P25)/MnOx催化剂不同Mn/(Ti+Mn)配比和煅烧温度对催化剂外貌特征和催化性能的影响,采用SEM、EDS能谱、XRD和XPS等对催化剂进行表征。结果表明,空速为5530h-1条件下,不同Mn/(Ti+Mn)配比复合催化剂对甲苯的去除效率对比：X[Mn/ (Ti+Mn)=10%]X[Mn/(Ti+Mn)=20%]X[Mn/(Ti+Mn)=30%] X[Mn/(Ti+Mn)=40%]X[Mn/(Ti+Mn)=60%]。随着Mn负载量的增多,催化剂性能呈现先升高后降低的趋势。煅烧温度对催化剂催化效率的影响：X(T=200 ℃) X(T=300 ℃) X(T=400 ℃) X(T=500℃)。3.少量水分子对催化具有促进作用,过多的水分子会吸附在催化剂表面并占据活性位点,导致对O3和甲苯的去除率降低。对TiO2(P25)/MnOx催化剂反应前与反应6h后进行XPS表征,发现有低价态Mn2+生成,表明锰基催化剂分解臭氧其实是一个金属还原过程。通过检测UV光照下及添加TiO2(P25/MnOx催化剂后的矿化率实验和产物分析得出,添加催化剂后反应更彻底,更安全。通过400℃煅烧和多次水洗烘干方法再生催化剂,发现催化剂活性只能部分恢复且失活速率很快。
【关键词】：甲苯 泡沫镍 TiO_(2(P25))/MnO_x 粉末烧结法 催化氧化
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X51;O643.36
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 引言15-17
• 第一章 文献综述17-25
• 1.1 甲苯的性质17
• 1.2 甲苯的来源与危害17
• 1.3 VOCs污染防治相关政策与标准17-18
• 1.4 气态有机污染物的去除技术18-23
• 1.4.1 吸附法18-19
• 1.4.2 吸收法19
• 1.4.3 膜分离法19-20
• 1.4.4 等离子体法20
• 1.4.5 燃烧法20-21
• 1.4.6 生物净化法21
• 1.4.7 光催化法21-22
• 1.4.8 臭氧氧化法22-23
• 1.4.9 光氧化法23
• 1.5 本论文研究的意义及内容23-25
• 1.5.1 本论文研究的意义23-24
• 1.5.2 本论文研究的内容24-25
• 第二章 实验材料、装置及方法25-35
• 2.1 实验药品和仪器25-26
• 2.2 实验装置系统简介及方法26-30
• 2.2.1 实验系统26-28
• 2.2.2 催化剂的制备方法28-29
• 2.2.3 催化剂的表征分析29-30
• 2.3 吸光度测量30
• 2.4 分析方法30-31
• 2.5 臭氧浓度测定31-32
• 2.6 空速的计算32-33
• 2.7 矿化率的计算33-35
• 第三章 光氧化耦合催化氧化体系的确定35-45
• 3.1 光源波长的选择35-37
• 3.2 TiO_(2(P25))稳定悬浮液的制备37-40
• 3.3 催化剂的选择40-44
• 3.3.1 载体泡沫镍的结构40
• 3.3.2 不同催化剂的催化性能评价40-44
• 3.4 小结44-45
• 第四章 TiO_(2(P25))/MnO_x复合催化剂的活性研究45-73
• 4.1 Mn/(Ti+Mn)配比对催化剂性能的影响45-49
• 4.1.1 催化剂催化性能45-47
• 4.1.2 SEM+EDS表征47-49
• 4.2 煅烧温度的影响49-57
• 4.2.1 催化剂催化性能49-51
• 4.2.2 SEM+EDS表征51-53
• 4.2.3 XRD表征53-54
• 4.2.4 XPS表征54-57
• 4.3 空速对催化剂性能的影响57-59
• 4.4 湿度对催化剂性能的影响59-60
• 4.5 TiO_(2(P25))/MnO_x催化剂的失活与再生60-67
• 4.5.1 催化剂的失活60-63
• 4.5.2 煅烧对催化剂再生的影响63-66
• 4.5.3 水洗对催化剂再生的影响66-67
• 4.6 产物分析67-70
• 4.7 小结70-73
• 第五章 结论与建议73-75
• 5.1 结论73-74
• 5.2 建议74-75
• 参考文献75-81
• 致谢81-83
• 研究成果83-85
• 作者与导师简介85-86
• 附件86-87

【参考文献】

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本文编号：462787