探究金属催化臭氧化催化剂的制备与性能研究

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1、工学硕士学位论文金属催化臭氧化催化剂的制备与性能研究朱学多哈尔滨工业大学2006年6月国内图书分类号：TU991.2国际图书分类号：628.1.033工学硕士学位论文金属催化臭氧化催化剂的制备与性能研究硕士研究生：朱学多导师：李欣教授申请学位：工学硕士学科、专业：化学工艺所在单位：应用化学系答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TU991.2U.D.C.:628.1.033’DissertationfortheMastersDegreeinEngineer

2、ingTHESTUDIESONPREPARATIONANDPROPERTYOFMETAL-CATALYZEDOZONATIONCATALYSTSCandidate：ZhuXueduoSupervisor：Prof.LiXinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ChemicalTechniqueAffiliation：AppliedChemistryDateofDefence：June,2006Degree-Conferring-I

3、nstitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要饮用水中的有机污染，尤其是难降解的微量有机污染物所造成的污染，是给水处理面临的主要问题之一。目前，现行的水处理工艺主要是除色、除浊和杀菌，而对微量有机污染物则难以去除。金属催化臭氧化是近些年来发展起来的一种高级氧化技术，它是去除水中难降解有机物的有效方法之一，而高效催化臭氧化催化剂的研制是金属催化臭氧化技术的核心和难点。本文采用浸渍法，以Al2O3为载体，分别制备了CuO/NiO/Al2O3、

4、CuO/FeO/Al2O3、CuO/MnO/Al2O3和NiO/MnO/Al2O3四种催化剂，并对催化剂制备工艺及其性能进行了研究。以UV254和TOC的去除率作为评价催化剂的活性指标，通过正交试验，分析各实验因素对催化效果的影响，得出了以上四种催化剂的最佳制备工艺条件。CuO/NiO/Al2O3催化剂的最佳制备工艺为：浸渍6h，活性组元摩尔比为2:1，50℃干燥2h，300℃焙烧3h。CuO/FeO/Al2O3催化剂的最佳制备工艺为：浸渍6h，活性组元摩尔比为0.75:0.75，70℃干燥2h，30

5、0℃焙烧3h。CuO/MnO/Al2O3催化剂的最佳制备工艺为：浸渍5h，活性组元体积比为3:1，90℃干燥2h，200℃焙烧3h。NiO/MnO/Al2O3催化剂的最佳制备工艺为：浸渍3h，活性组元体积比为1:1，90℃干燥2h，400℃焙烧4h。通过扫描电镜和全自动比表面及孔隙度分析仪等现代化分析测试仪器，对催化剂结构进行了表征，得到了催化剂比表面积、平均孔径和孔体积的大小；通过XPS分析，得到了催化剂表面元素的组成、元素相对含量和元素价态，结果表明，Cu2O和FeOOH两种物质对催化剂的活性有害

6、，载体Al2O3在适当条件下能与CuO和NiO反应，分别生成CuAl2O4和NiAl2O4；通过TG-DTA曲线，分析了催化剂的热分解过程中反应速率、热效应和物质变化过程，得到了催化剂制备的最佳焙烧温度。研究结果为今后金属催化臭氧化催化剂的分子设计奠定了坚实的实验基础。关键词饮用水；催化剂；浸渍法；催化臭氧化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThepollutiontodrinkingwater,especisllythepollutionofminimandhard-degrade

7、dorganicmatterisoneofthemainproblemsinwatertreatment.Now,thewatertreatmenttechnicsesaremainlyusedtogetridofcolor,turbidityandsterilizationofwater.But,theyaredifficulttogetridoforganiccontaminationofminiminthewater.Metal-catalyzedozonationisanewadvancedo

8、xidationtechnologywhichwasdevelopedinrecentlyyears.It’soneofeffectivemethodstohard-degradedorganicmattersinwatertreatment.But,thestudyofmetal-catalyzedozonationcatalystsisthekeyanddifficultyinmetal-catalyticozonationtechnics.Soak