MnO2的制備及其活化過(guò)硫酸氫鹽的效能研究.pdf

1、近年來(lái)，基于硫酸根自由基(SO42–)的高級(jí)氧化技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注，相比羥基自由基(.OH)，SO42–有以下優(yōu)點(diǎn)：具有比.OH更高的氧化還原電勢(shì)；有較穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，壽命較長(zhǎng)；可以在很廣的pH范圍內(nèi)發(fā)揮較好的性能；可以氧化.OH不能氧化的一些難降解污染物。產(chǎn)生SO42–的方法有很多，而過(guò)渡金屬離子活化的方法得到研究者們的關(guān)注最多，鈷離子的催化效果最好，但鈷有毒，對(duì)水造成二次污染，并且催化劑的回收和重復(fù)使用上也是難題，所以可替代鈷的催

2、化劑在研究上有深遠(yuǎn)的意義。本課題選擇MnO2作為催化劑來(lái)活化過(guò)硫酸氫鹽(PMS)產(chǎn)生SO42–。因?yàn)楹外捪啾?，自然界中存在大量的MnO2，其價(jià)格廉價(jià)，Mn離子毒性低，并且MnO2具有很大的比表面積、較強(qiáng)的吸附能力、催化活性特點(diǎn)，這使MnO2在替代鈷活化過(guò)硫酸鹽上很有前景的。MnO2有無(wú)定型、晶體型和新生態(tài)型，無(wú)定型MnO2在生產(chǎn)工藝上比晶體MnO2簡(jiǎn)便，易于規(guī)模的生產(chǎn)。
　　本文制備晶體α-MnO2、新生態(tài)MnO2和無(wú)定型MnO2

3、三種催化劑，對(duì)催化劑進(jìn)行紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、比表面積(BET)等方法表征和初步活性研究，篩選出一種無(wú)定型MnO2作為本實(shí)驗(yàn)的催化劑。研究結(jié)果顯示出MnO2的顆粒無(wú)數(shù)幾十納米MnO2顆粒團(tuán)聚形成的球形，在表面有豐富的.OH，比表面積為195.46m2/g。
　　本實(shí)驗(yàn)以五氯酚(PCP)作為目標(biāo)污染物，以PMS作為氧化劑，系統(tǒng)的研究了MnO2活化PMS降解五氯酚的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，60m

4、in五氯酚的降解率為89％，TOC去除率為74%，MnO2表現(xiàn)出良好的活性。在反應(yīng)條件對(duì)MnO2活性影響研究結(jié)果表明，隨著MnO2量的增加，五氯酚的降解效果越好；在一定PMS濃度范圍內(nèi)，隨著PMS的濃度提高，五氯酚的降解效果越明顯，在PMS=1mmol/L時(shí)，30min五氯酚已達(dá)到100%降解；溫度對(duì)五氯酚降解有促進(jìn)的作用，隨著溫度是升高，五氯酚降解率逐漸在提高。在對(duì)體系中自由基類(lèi)別測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)體系中同時(shí)存在SO4?–和?O