Al2O3和蜂窩陶瓷負(fù)載金屬氧化物催化臭氧氧化降解水中丙烯酸的研究.pdf

1、本研究以Al2O3顆粒和蜂窩陶瓷為載體，采用過(guò)量浸漬法負(fù)載鐵、銅兩種過(guò)渡金屬的氧化物制備了負(fù)載型催化劑，考察了硝酸鹽浸漬液濃度、焙燒溫度和焙燒時(shí)間等因素對(duì)催化劑制備的影響，優(yōu)化出了制備催化劑的最優(yōu)工藝，并以丙烯酸為目標(biāo)污染物，對(duì)催化劑性能進(jìn)行考察。在單獨(dú)臭氧氧化實(shí)驗(yàn)中，考察了丙烯酸初始濃度，初始pH和臭氧投加量對(duì)丙烯酸的去除效果。最佳制備條件下的催化劑在最優(yōu)工藝條件下進(jìn)行去除丙烯酸的實(shí)驗(yàn)，丙烯酸的去除率有了很大的提升。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

2、r>　?。?）分別以?-Al2O3顆粒和蜂窩陶瓷作載體，采用過(guò)量浸漬法負(fù)載Fe2O3和 CuO，制備了4種不同的催化劑，優(yōu)化出了制備催化劑的最佳條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備Fe2O3/?-Al2O3和CuO/?-Al2O3催化劑的最佳工藝條件為：硝酸鐵或硝酸銅溶液濃度為0.75mol/L，焙燒溫度為500℃，焙燒時(shí)間為5h；制備Fe2O3/蜂窩陶瓷和CuO/蜂窩陶瓷催化劑的最優(yōu)工藝條件為：硝酸鐵或硝酸銅溶液濃度為0.75mol/L，焙燒溫度

3、為550℃，焙燒時(shí)間為5h。
　　（2）利用比表面積測(cè)定、X射線衍射、掃描電子顯微鏡等測(cè)試手段對(duì)新制備得到的催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，本研究制備得到的催化劑成功負(fù)載了Fe2O3和CuO等活性組分，且催化劑表面活性組分分散均勻。通過(guò)消解-原子吸收法測(cè)定得到Fe2O3/?-Al2O3、CuO/?-Al2O3、Fe2O3/蜂窩陶瓷和CuO/蜂窩陶瓷四種催化劑中金屬氧化物的負(fù)載率分別為3.37％、3.53%、0.36%和0.44%。

4、
　?。?）以丙烯酸為模擬廢水，考察了不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)如pH、丙烯酸初始濃度、臭氧投加量對(duì)臭氧降解丙烯酸去除的影響效果。在酸性條件下，初始pH對(duì)丙烯酸的去除沒(méi)有明顯的效果；而在堿性條件下，丙烯酸去除率隨著pH的增大而增大，當(dāng)pH=12時(shí)，丙烯酸去除率略有下降。丙烯酸去除率與初始濃度成反比，與臭氧投加量成正比。
　?。?）Fe2O3/?-Al2O3和 Fe2O3/蜂窩陶瓷催化劑對(duì)丙烯酸的COD的去除率分別為93.4%和83.1%

5、，比單獨(dú)臭氧化時(shí)的COD去除率69.9%有大幅度的提高；Fe2O3/?-Al2O3和Fe2O3/蜂窩陶瓷催化劑對(duì)丙烯酸的TOC的去除率分別為82.7%和75.2%，比單獨(dú)臭氧氧化時(shí)TOC去除率分別提高了31%和24%；Fe2O3/?-Al2O3和Fe2O3/蜂窩陶瓷催化劑對(duì)丙烯酸的降解率分別為99.16%和97.24%，較單獨(dú)臭氧氧化提高了6%和4%。
　?。?）CuO/?-Al2O3和CuO/蜂窩陶瓷催化劑對(duì)丙烯酸的COD的去除

6、率分別為88.2%和76.5%，比單獨(dú)臭氧化時(shí)的COD去除率69.9%有較大的提高；CuO/?-Al2O3和CuO/蜂窩陶瓷催化劑對(duì)丙烯酸的TOC的去除率分別為75.8%和73.2%，比單獨(dú)臭氧氧化時(shí) TOC去除率分別提高了23%和21%；CuO/?-Al2O3和CuO/蜂窩陶瓷催化劑對(duì)丙烯酸的降解率分別為98.1%和95.8%，較單獨(dú)臭氧氧化提高了5%和3%。
　?。?）Fe2O3/?-Al2O3催化劑對(duì)臭氧氧化降解丙烯酸的催化