钴酸盐/碳基复合材料对有机污染物的光催化降解研究

来源 :辽宁大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lihaolong2005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,环境水体受到有机染料、抗生素类排放物污染的问题日渐凸显,影响生态环境和危害人类健康。光催化降解水中污染物具有高效节能、安全廉价、氧化能力强和降解条件温和等优点。因此,本文设计构筑了MCo2O4型(M=Ni,Fe)双金属氧化物/碳基复合材料,即2D六角片状NiCo2O4/碳纤维(2D HS-NiCo2O4/CNFs)、3D中空多孔FeCo2O4球/棉纤维(3D HPS-FeCo2O4/CCFs)作为光催化剂,用于有机染料污染物(亚甲基蓝MB、孔雀绿MG)及抗生素类化合物(四环素TC)的可见光催化降解研究。本论文的研究工作主要如下:采用水热-煅烧法合成2D HS-NiCo2O4/CNFs复合材料,使用粉末衍射(XRD)、光电能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和N2吸脱附(BET)等技术对NiCo2O4/CNFs的结构、组成、微观形貌及比表面积等进行表征。详细考察了催化反应的影响因素,在最佳条件下,可见光(λ≥420 nm)照射2 h,NiCo2O4/CNFs对MB降解效率为91.3%。降解反应动力学实验表明:NiCo2O4/CNFs催化降解MB反应符合准一级动力学模型,反应速率常数(0.01298 min-1)是单纯NiCo2O4催化剂的1.6倍(0.00809 min-1)。考察了反应过程中阴离子的对降解效率的影响,结果为共存的阴离子对MB降解率有不同程度抑制作用,其对降解率的抑制顺序为:NO3-≈SO42->CO32-≈PO43-。自由基捕获等实验表明:可见光下NiCo2O4/CNFs降解MB反应的活性粒子为·OH和·O2-,结合莫特-肖特基(Mott-Schottky)及能带结构分析,以及通过高效液相色谱(HPLC)与离子色谱(IC)分析了MB降解的最终产物,推测了降解反应作用机理。以棉絮做碳源,采用水热-煅烧法成功构建3D HPS-FeCo2O4/CCFs复合材料,通过XRD、XPS、SEM和BET等实验对FeCo2O4/CCFs进行表征。发现FeCo2O4/CCFs的比表面积是FeCo2O4的11.6倍。考察了反应温度、催化剂用量、碳源量、溶液pH影响等条件,确定最佳反应条件。在最优条件下评价了FeCo2O4/CCFs对MB及TC的光催化降解性能。结果显示,FeCo2O4/CCFs作为光催化剂在可见光下照射2 h,MG降解率为97.2%,催化剂循环使用4次后降解率仍达81.5%;可见光下照射6 h,TC降解率为72.7%。降解动力学实验表明可见光下降解MG和TC均符合准一级动力学模型,反应速率常数分别为0.0144 min-1、0.0028 min-1。通过质谱(HPLC-MS)技术析MG与TC的降解过程及矿化产物。根据自由基捕获实验和荧光分析表明可见光下FeCo2O4/CCFs降解反应过程中存在的活性粒子为·OH和·O2-,结合催化剂能带分析及电化学测试,揭示了FeCo2O4/CCFs催化降解有机污染物的反应机制。
其他文献
类比是语言创造的原则;类比构词是英汉语言中共存的语言现象.作为一种十分灵便,富有衍生力的构词法,它运用频繁,新词不断涌现,颇为引人注目.本文以大量例词,从不同角度探讨、
针对大量电动汽车充电引起局部配电网日负荷峰谷差变大这一问题,研究提出了改进约束处理机制的改进粒子群算法对问题进行优化,并通过蒙特卡洛法对电动汽车无序充电和有序充电
随着加强智能电网的全面建设,具有"4V"特征的大数据正在贯通电力行业的发、输、变、配、用、调6大环节,智能电网大数据时代已然到来。数据挖掘和云计算是应对电网大数据的2大关
<正>2014年基础教育国家级教学成果奖评审已经结束,417项成果最终获奖。这是新中国成立以来基础教育界的首次国家级教学成果奖,中小学高度关注。为何设立该奖项?评选的基本价
【摘 要】本文分析动漫在高职院校学生意识形态教育中应用的心理机制,提出动漫在高职院校学生意识形态教育中应用的有效策略:建立院系党委统一领导的意识形态宣传制度,以动漫文化为“疏”,让社会主义核心价值观传播无“堵”;提高高职思想政治理论课程教师和思想政治教育工作者对动漫的认识,提高动漫文化素养;利用动漫文化增强思想政治教育的实效性,让思想政治教育的文本“活”起来;通过教学内容渗透动漫文化、举办动漫讲座
本文简述了功率因数对工厂供电系统的影响,讨论了工厂供电无功补偿方式的选择。合理选择无功补偿功率,对提高供电系统的电能质量,实现工厂供电可靠高效经济运行至关重要。
作为语言学研究的新热点,多模态理论在人们的生活、交际中扮演着越来越重要的角色,通过教学实验可以发现,多模态的阅读教学有助于高职高专学生把握模态的意义潜势,提高阅读能
我国要想实现全面小康社会目标的达成,必须直面贫困问题,这也是阻碍小康社会建设的最大阻力。目前,国内全面进入扶贫的攻坚克难阶段,众所周知文化贫困是导致人口贫困的根源。