載鐵有序介孔碳Fenton催化劑的制備及性能研究.pdf

1、非均相Fenton氧化法是近年來發(fā)展起來的一種處理有機(jī)污染物的有效的方法，因其克服了均相Fenton體系存在的受pH限制大、含鐵污泥產(chǎn)生量多等問題，受到研究者的重視。有序介孔材料具有孔道結(jié)構(gòu)高度有序、比表面積高、孔容大、孔徑分布單一、孔徑在2-50nm內(nèi)并在一定范圍可調(diào)控等優(yōu)異特性，是良好的催化劑載體。本論文以有序介孔碳(OMC)為載體、硝酸鐵為活性組分前驅(qū)體，采用軟模板法合成包覆型Fe/OMC-x及負(fù)載型Fe/OMC-y。采用XRD衍

2、射、N2吸附-脫附及TEM對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。分別以兩種材料作為Fenton催化劑，選取苯酚作為目標(biāo)污染物，對(duì)兩種材料的催化性能進(jìn)行研究，希望尋找到一種性能優(yōu)異的非均相Fenton催化劑。主要結(jié)論如下:
　　(1)包覆型Fe/OMC-x具有良好的有序度及二維介孔結(jié)構(gòu)，孔徑分布窄。鐵粒子以α-Fe0形式存在，較均勻地分散在碳基體中。在H2O2濃度4080mg/L，F(xiàn)e/OMC-0.05投加量為2g/L，60℃，初始pH3.0條件下，經(jīng)

3、4h對(duì)100mg/L苯酚廢水中苯酚的去除率為87.2％。當(dāng)苯酚濃度降為50mg/L時(shí)，苯酚去除率達(dá)到94.1％。重復(fù)使用三次后，苯酚去除率由87.2％降為67.9％，TOC去除率迅速下降。鐵的溶出率分別為3.6、8.7和8.3wt.％。表明包覆型Fe/OMC復(fù)合材料的催化性、可重復(fù)利用性和穩(wěn)定性較差。
　　(2)負(fù)載型Fe/OMC-y均具備有序的二維六方介孔結(jié)構(gòu)，其孔徑分布較窄。當(dāng)煅燒溫度為600℃時(shí)，鐵粒子以α-Fe0和γ-Fe

4、2O3的形式存在;700℃時(shí)，以γ-Fe2O3和α-Fe0形式不變，但γ-Fe2O3粒徑減小;800℃時(shí)，F(xiàn)e/OMC中的鐵僅以α-Fe0的形式存在，α-Fe0粒徑增大。負(fù)載型Fe/OMC催化H2O2降解苯酚時(shí)，苯酚很快被吸附，隨后在孔道中逐漸被降解。在苯酚濃度為50mg/L，H2O2濃度為4080mg/L，F(xiàn)e/OMC-700投加量為2g/L，25℃，pH為原水值條件下，經(jīng)24h對(duì)苯酚及TOC的去除率可達(dá)97.8％。材料重復(fù)使用3次后