微波水热法制备负载铁酸盐及微波催化降解水中有机染料

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近年来,微波(MW)催化降解技术应用于治理水环境污染的研究引起人们广泛关注。以铁酸盐作为催化剂的微波催化氧化技术成为了处理有机废水的有效方法。然而,在铁酸盐微波催化氧化降解技术中,存在着催化剂成本高,铁酸盐易团聚,催化剂“热点”分散不均匀等问题。为了解决问题并降低成本,使铁酸盐负载在载体上,铁酸盐表面积增大,从而在微波照射下铁酸盐表面产生的“热点”能够均匀分散。本研究对铁酸盐进行改性。以硅酸镁和海泡石为载体,采用负载铁酸盐催化剂,在微波照射下降解水中有机污染物。第一章采用微波水热法制备Ni-MnFe2O4@MgSiO3复合催化剂,并将其应用于水中碱性品红的催化降解(Ni-MnFe2O4@MgSiO3/MW),并对铁酸盐复合材料的催化活性进行了比较。考察了Ni-MnFe2O4与MgSiO3质量比、碱性品红的初始浓度、微波照射时间、催化剂投加量和催化剂重复使用次数对碱性品红染料的降解影响,并对Ni-MnFe2O4@MgSiO3/MW的降解机理进行了探究。结果表明,在3.0min(700W)微波照射下,1.0 g/L Ni-MnFe2O4@MgSiO3催化剂可完全降解水溶液中的碱性品红(BF),Ni-MnFe2O4@MgSiO3比Ni-MnFe2O4具有更高的催化活性。Ni-MnFe2O4@MgSiO3催化剂可循环使用三次,活性物种如·OH,·O2-和h+在Ni-MnFe2O4@MgSiO3/MW体系中的降解过程中起主要作用。因此,Ni-MnFe2O4@MgSiO3/MW工艺具有降解速度快、成本低、无二次污染等优点,是去除废水中有机污染物的有效手段。第二章采用微波水热法制备三种铁酸盐包覆海泡石(MnFe2O4@sepiolite,Mn0.5Ni0.5Fe2O4@sepiolite,NiFe2O4@sepiolite),并将其应用于水中有机染料的催化降解(XFe2O4@sepiolite/MW),并对三种铁酸盐催化剂复合材料的催化活性进行了比较。考察了铁酸盐与海泡石质量比、微波照射时间、催化剂投加量和催化剂重复使用次数对罗丹明B染料的降解影响,并对XFe2O4@sepiolite/MW的降解机理进行了探讨。结果表明,在3.0 min(700W)微波照射下,4.8 g/L MnFe2O4@sepiolite催化剂可完全降解水溶液中的罗丹明B(Rh B)。MnFe2O4@sepiolite比Mn0.5Ni0.5Fe2O4@sepiolite和NiFe2O4@sepiolite具有更高的催化活性。XFe2O4@sepiolite催化剂的催化性能可循环使用三次,活性物种如·OH,·O2-和h+在XFe2O4@sepiolite/MW体系中的降解过程中起主要作用。因此,MnFe2O4@海泡石/MW技术具有降解速度快、成本低、无二次污染等优点,是去除废水中有机污染物的有效手段。
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