介孔硅基材料的制备及其在低浓度污水处理中的应用

【摘要】： 水体中痕量或超痕量的激素化合物、农药、染料、氯代物、酚类化合物等会导致动植物的畸变、癌变和雌性化,对人类危害极大。但对超低浓度的污染物处理的方法和原理在目前宏观反应体系尚未提出。 污水的处理方法通常是沉降、吸附、化学处理等,但此类方法处理超低甚至是痕量有机污染物,则出现无法沉降、处理不彻底、引入新污染物等弊端,目前并没有好的处理方法。本课题选用超大比表面积(＞500m~2/g)、优异吸附性能(＞3mg/g)、具有小尺寸效应的纳米介孔硅基材料为富集载体,结合Fenton法高级氧化技术,应用于水环境超低浓度难降解有毒污染物的处理,建立了能够将水体中超低浓度的有毒有机污染物有效浓集、定向高效降解的新型纳米微反应体系。此方法对水中有机物具有高效的处理能力,实验结果表明目标污染物已被完全破坏,分解为低毒或无毒的小分子化合物,甚至是CO_2和H_2O。 本论文选用廉价的Na_2SiO_3为硅源,利用溶胶-凝胶法低成本制备了含两种孔道的介孔SiO_2(孔径:2～10nm,15～60nm),其比表面积大于550m~2/g。以此材料,结合改性后的介孔材料对目标物吸附不论分子大小,电性强弱都无选择性,且吸附量大。通过对以RhB、OrangeⅡ等染料为目标污染物的吸附降解实验证明了此方法的可行性,同时还对其普适性、经济性作了简单的探讨。 本论文还研究了锚固适量Fe离子后的介孔SiO_2颗粒的应用性能。适当的Fe负载后的SiO_2颗粒对有机污染物的吸附能力受Fe的影响不大,而对污染物的降解效率却增强很多,经过对比发现同等降解时间,降解完成,Fe-SiO_2颗粒体系所用Fe的量减少为原来的1/2,H_2O_2用量为原来的1/5,且不会造成Fe离子对环境的二次污染,更加改进了前述论文中对低浓度污染物的处理效率。 【关键词】：介孔二氧化硅 Fenton 改性 吸附 降解
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 有机污水情况概述12-13
• 1.2 微污染水处理技术13-21
• 1.3 课题的提出与意义21-22
• 第二章 介孔硅基材料的制备22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-24
• 2.3 实验结果讨论24-29
• 2.4 小结29-32
• 第三章 介孔硅基材料的性能研究32-50
• 3.1 引言32
• 3.2 实验部分32-36
• 3.3 实验结果及讨论36-47
• 3.4 小结47-50
• 第四章 介孔硅基材料的改性及表征50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 介孔SiO_2的改性机理50-51
• 4.3 实验部分51-53
• 4.4 介孔SiO_2改性结果与讨论53-59
• 4.5 小结59-60
• 第五章 FE负载的介孔硅基材料制备及催化性能研究60-66
• 5.1 引言60
• 5.2 实验部分60-62
• 5.3 实验结果及讨论62-65
• 5.4 小结65-66
• 第六章 结论66-68
• 参考文献68-72
• 硕士期间发表论文情况72-74
• 致谢74-75
• 作者简介75-76
• 附件76-77

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