催化湿式氧化无害化处理苯酚废水Pt/TiO 2 催化剂的研究
发布时间：2025-06-10 04:02
苯酚是一种重要化工原料和生产中间体,在制药、纺织、陶瓷等生产过程中被广泛应用,但在其生产和应用过程会产生大量含酚废水。苯酚废水严重损害人类的生命健康和生态环境,甚至使自然生态失去原有的平衡。催化湿式氧化法(CWAO)是一种可高效无害化处理苯酚废水且极具发展前景的废水处理技术。但现有催化剂的工作条件苛刻,带来处理设备的高要求。提高催化剂的氧活化和传递能力是研制高效催化氧化催化剂的关键之一。文献调研和课题组的前期研究工作表明,调节金属-载体之间的电子相互作用(EMSI)可调变催化剂的电子状态和结构,进而改善催化剂的氧活化和传递性能。本文以经典的Pt/TiO2催化剂为研究对象,利用预先合成的Pt纳米粒子,将Pt纳米粒子油相浸渍负载于TiO2的方法(简称油相法),在避免Pt被TiO2包覆的前提下,有效加强了 Pt活性组分和TiO2载体之间的EMSI,调变了 Pt活性组分和TiO2载体的电子结构和状态,进而研制出了低温高效的CWAO处理苯酚废水的Pt/TiO2催化剂。主要结果如下:(1)与传统浸渍法相比,油相法制备的Pt/TiO2催化剂具有更为优异的CWAO无害化处理苯酚废水的催化活性。在反应温度...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 废水防治对我国经济和科学研究的重要性
1.1.2 苯酚废水的危害
1.1.3 工业废水的处理手段
1.2 催化湿式氧化(CWAO)处理苯酚
1.2.1 苯酚的氧化路径
1.2.2 苯酚氧化反应的机理
1.2.3 苯酚氧化反应的动力学
1.3 CWAO处理苯酚废水催化剂体系
1.3.1 均相过渡金属催化剂
1.3.2 非均相金属氧化物催化剂
1.3.3 非均相负载型贵金属催化剂
1.4 催化剂的失活原因
1.4.1 金属流失
1.4.2 积碳
1.5 金属-载体相互作用
1.6 本论文的研究目的和内容
第二章 实验内容
2.1 实验仪器设备和实验试剂
2.1.1 实验药品及气体
2.1.2 主要实验仪器和设备
2.2 催化剂的性能评价方法
2.2.1 性能评价装置
2.2.2 催化湿式氧化的反应步骤
2.2.3 总有机碳分析(TOC)
2.2.4 高效液相色谱(HPLC)分析
2.3 催化剂物理化学性质的表征技术
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 CO脉冲吸附实验(CO-adsorption)
2.3.4 拉曼光谱仪(Raman spectra)
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.6 H2程序升温还原(H2-TPR)
2.3.7 CO程序升温还原(CO-TPR)
2.3.8 热分析(TG)
2.3.9 电感耦合等离子体发射光谱(ICP)
2.3.10 元素分析
第三章 Pt/TiO2催化剂催化湿式氧化催化性能的研究
3.1 引言
3.2 催化剂的制备方法
3.2.1 纳米管状TiO2载体的制备方法
3.2.2 Pt纳米粒子的制备方法
3.2.3 Pt/TiO2-Oil催化剂的合成方法
3.2.4 Pt/TiO2-IM催化剂的合成方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 制备方法对催化剂性能的影响
3.3.2 Pt负载量对催化性能的影响
3.3.3 反应条件对催化性能的影响
3.3.4 载体形貌对催化性能的影响
3.3.5 考察催化剂的稳定性
3.3.6 催化剂的应用于CWAO处理甲醇
3.4 小结
第四章 Pt和TiO2的电子相互作用和催化剂构效关系研究
4.1 引言
4.2 Pt/TiO2催化剂的金属-载体相互作用
4.2.1 催化剂的结构
4.2.2 催化剂的形貌
4.2.3 CO脉冲吸附表征
4.2.4 拉曼表征
4.2.5 催化剂表面的元素价态分布
4.2.6 催化剂表面的氧化还原能力
4.2.7 氢溢流诱导的EMSI
4.3 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
附录: 攻读硕士期间发表的研究成果
致谢
本文编号：4050279
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 废水防治对我国经济和科学研究的重要性
1.1.2 苯酚废水的危害
1.1.3 工业废水的处理手段
1.2 催化湿式氧化(CWAO)处理苯酚
1.2.1 苯酚的氧化路径
1.2.2 苯酚氧化反应的机理
1.2.3 苯酚氧化反应的动力学
1.3 CWAO处理苯酚废水催化剂体系
1.3.1 均相过渡金属催化剂
1.3.2 非均相金属氧化物催化剂
1.3.3 非均相负载型贵金属催化剂
1.4 催化剂的失活原因
1.4.1 金属流失
1.4.2 积碳
1.5 金属-载体相互作用
1.6 本论文的研究目的和内容
第二章 实验内容
2.1 实验仪器设备和实验试剂
2.1.1 实验药品及气体
2.1.2 主要实验仪器和设备
2.2 催化剂的性能评价方法
2.2.1 性能评价装置
2.2.2 催化湿式氧化的反应步骤
2.2.3 总有机碳分析(TOC)
2.2.4 高效液相色谱(HPLC)分析
2.3 催化剂物理化学性质的表征技术
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 CO脉冲吸附实验(CO-adsorption)
2.3.4 拉曼光谱仪(Raman spectra)
2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.6 H2程序升温还原(H2-TPR)
2.3.7 CO程序升温还原(CO-TPR)
2.3.8 热分析(TG)
2.3.9 电感耦合等离子体发射光谱(ICP)
2.3.10 元素分析
第三章 Pt/TiO2催化剂催化湿式氧化催化性能的研究
3.1 引言
3.2 催化剂的制备方法
3.2.1 纳米管状TiO2载体的制备方法
3.2.2 Pt纳米粒子的制备方法
3.2.3 Pt/TiO2-Oil催化剂的合成方法
3.2.4 Pt/TiO2-IM催化剂的合成方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 制备方法对催化剂性能的影响
3.3.2 Pt负载量对催化性能的影响
3.3.3 反应条件对催化性能的影响
3.3.4 载体形貌对催化性能的影响
3.3.5 考察催化剂的稳定性
3.3.6 催化剂的应用于CWAO处理甲醇
3.4 小结
第四章 Pt和TiO2的电子相互作用和催化剂构效关系研究
4.1 引言
4.2 Pt/TiO2催化剂的金属-载体相互作用
4.2.1 催化剂的结构
4.2.2 催化剂的形貌
4.2.3 CO脉冲吸附表征
4.2.4 拉曼表征
4.2.5 催化剂表面的元素价态分布
4.2.6 催化剂表面的氧化还原能力
4.2.7 氢溢流诱导的EMSI
4.3 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
附录: 攻读硕士期间发表的研究成果
致谢
本文编号：4050279
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/4050279.html
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