摘要非均相芬顿技术由于其催化效率高、操作简单等显著优点近年来受到研究者们的广泛关注。本论文以中空介孔硅球为载体、硫酸亚铁和硝酸铜为活性组分前驱体,采用浸渍还原的方法,将铁铜纳米粒子负载在中空介孔硅球上,并通过控制铁盐和铜盐前驱体引入量的不同,制备出铁铜比可调控的负载型复合催化剂。采用XRD、TEM、SEM、N2吸附-脱附、FT-IR对其结构进行表征。并以金橙II为目标污染物,对其芬顿催化性能进行了研究。研究表明, 所制备的催化剂具有比表面积高、孔径分布均一、活性粒子分散等特点;对金橙II的降解展现出优异的催化性能。其中,在2Fe6Cu/HMS催化剂投加量为1g/L,H2O2浓度为27.4mmol/L,30℃,初始pH为7条件下,经2h对100mg/L金橙II去除率可达92.8%,材料重复使用5次后,对金橙II的降解依然保持75.1%的去除率。表明负载型铁铜双金属中空介孔硅球复合材料具有良好的催化性、可重复利用性和稳定性。28425
关键词 芬顿催化 铁铜双金属纳米粒子 中空有序介孔硅球 金橙 II 非均相
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Iron-copper bimetallic nanoparticles supported on hollow mesoporous silica spheres:preparation and heterogeneous Fenton catalytic property
Abstract
Heterogeneous Fenton technology has been attracted extensive attention due to its high catalytic efficiency and simple operation. In this work, iron-copper bimetallic nanoparticles supported on hollow mesoporous silica spheres as a composite catalyst was synthesized via a post-impregnation and reduction strategy. The catalyst was characterized by XRD,TEM,SEM,nitrogen physisorption and FT-IR. To demonstrate the heterogeneous Fenton catalytic performance of the as-synthesized catalysts, orange II was chosen as a model contaminant. The results showed that the catalysts possess high specific surface area, narrow pore size distribution and iron-copper nanoparticles highly dispersed in the matrix of hollow mesoporous silica spheres. The catalytic results showed that 92..8 % of 100 mg/L orange II was removed during 2 h at the reaction conditions of 1g/L 2Fe6Cu/HMS and 27.4 mM H2O2 in 30 ℃ and pH=7. The stability and recoverability of the catalyst were assessed and retained high catalytic activity (75.1 % orange II removal efficiency) after 5 consecutive runs.
Keywords Fenton catalysis, iron copper bimetallic nanoparticles, hollow mesoporous silica spheres, Orange II, heterogeneous
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 芬顿氧化技术 1
1.2.1 高级氧化技术概述 1
1.2.2 芬顿氧化技术 2
1.2.2.1 芬顿氧化技术概述 2
1.2.2.2 芬顿氧化技术的机理 2
1.2.2.2.1 羟基自由基机理 2
1.2.2.2.2 高化合价铁氧中间体机理 3
1.2.2.2.3 铁基芬顿催化剂 3
1.3 铁铜芬顿催化剂 4
1.3.1 铁铜芬顿催化剂概述 4
1.3.2 负载型铁铜双金属芬顿催化剂 5
1.3.2.1 沸石载体 5
1.3.2.2 离子交换树脂 6
1.3.2.3 多孔炭载体 7
1.3.2.4 MCM-41载体 8
1.3.3负载型铁铜双金属芬顿催化剂的合成 9
1.4 本课题研究的意义及主要研究内容 10
2 实验部分 11
2.1 实验试剂及仪器 11
2.2 FeCu/HMS的合成 12
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