Fe 3 O 4 -CeO 2 活化过一硫酸盐降解草甘膦的研究

发布时间：2024-02-03 03:21

　　广谱除草剂草甘膦是世界上应用最广、产量最大的农药品种,近半个世纪的使用造成了水体等环境的污染,因此环境介质中草甘膦的治理受到关注。过硫酸盐氧化剂具有成本低、易运输储存、安全系数高、氧化能力强等优势,而高效活化过硫酸盐的催化剂是高级氧化技术的研究重点。本研究通过构建Fe₃O₄-CeO₂复合催化剂协同活化过一硫酸盐,以实现快速催化氧化降解水体中草甘膦污染物。本文以草甘膦为目标污染物,采用共沉淀法制备催化剂,考察了制备催化剂的影响因素,优化的制备条件为离子比例Fe²⁺:Fe³⁺:Ce³⁺=2:4:1、煅烧温度400℃、煅烧时间5 h、草甘膦的降解率达97%。探索了降解草甘膦的工艺参数,工艺参数优化结果表明,在催化剂用量3 g/L、氧化剂用量0.5 m M、p H=5时,草甘膦降解率达100%。考察了阴离子对反应的影响,结果表明,Cl^-会促进草甘膦的降解,HCO₃^-和H₂PO<...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 环境中草甘膦污染及处理现状
    1.2 化学方法
        1.2.1 化学沉淀法
        1.2.2 化学催化降解
        1.2.3 化学光催化降解
        1.2.4 电化学氧化法
    1.3 物理方法
        1.3.1 吸附法
        1.3.2 萃取法
    1.4 生物方法
        1.4.1 酶降解法
        1.4.2 微生物降解法
    1.5 高级氧化技术
        1.5.1 高级氧化技术简介
        1.5.2 过硫酸盐高级氧化技术简介
    1.6 催化剂活化机理及自由基产生过程
        1.6.1 均相催化机理及自由基的产生
        1.6.2 非均相催化机理及自由基的产生
    1.7 研究目的和内容
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂的制备方法
    2.3 催化剂的表征方法
        2.3.1 比表面积测定分析(BET)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.5 电子自旋共振分析(EPR)
        2.3.6 H₂-程序升温还原分析(H₂-TPR)
    2.4 催化剂的活性评价
        2.4.1 标准曲线的测定
        2.4.2 草甘膦水样的测定方法
        2.4.3 催化剂活性研究方法
第3章 Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系对草甘膦的降解研究
    3.1 催化剂制备
        3.1.1 催化剂的初步筛选
        3.1.2 Fe3O4-CeO2 的催化活性
    3.2 制备条件对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.2.1 铁物种比例对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.2.2 铈比例对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.2.3 煅烧温度对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.2.4 煅烧温度对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
    3.3 反应条件对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.3.1 催化剂用量对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.3.2 催化剂用量对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.3.3 pH对 Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
    3.4 阴离子对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.4.1 Cl^-对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.4.2 HCO3
-对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.4.3 H₂PO4
-对Fe₃O₄-CeO₂/PMS体系降解草甘膦的影响
        3.4.4 Fe₃O₄-CeO₂催化剂的重复使用性能
    3.5 本章小结
第4章 非均相催化剂Fe₃O₄-CeO₂的结构表征
    4.1 催化剂的表征与分析
        4.1.1 催化剂磁性分析
        4.1.2 比表面积测定分析
        4.1.3 SEM分析
        4.1.4 XRD分析
        4.1.5 XPS分析
        4.1.6 H₂-TPR分析
    4.2 反应体系所产生的活性物种
    4.3 反应前后催化剂表面的变化
    4.4 反应体系的活化机理
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3893628