固体Fenton类催化剂的研究进展课件.ppt
固体Fenton类催化剂的研究进展,固体Fenton类催化剂的研究进展,主要内容,研究背景 均相Fenton氧化反应及其在废水处理应用研究进展 (1)多相Fenton催化剂类型 (2)催化剂结构表征 (3)反应机理的探讨总结,主要内容研究背景,Part 1,研究背景,Part 1研究背景,均相Fenton氧化反应概述,1894年:发现Fenton反应1980年:论证Fenton反应机理 20世纪七十年代以来: 在环境领域得到广泛应用,均相Fenton氧化反应概述1894年:发现Fenton反应,均相Fenton氧化反应在废水处理中的应用,处理多种工业，农业，食品类废水（氧化絮凝沉淀作用） :作为进入生化处理单元前的预处理技术 ：直接处理小流量和含中低浓度有机物的废水,均相Fenton氧化反应在废水处理中的应用处理多种工业，农业,均相Fenton氧化反应在废水处理应用中的缺陷,H2O2利用率不足有机物不能充分矿化有效反应溶液pH值限制在3.0左右反应后产生大量需要进一步处理的铁泥,均相Fenton氧化反应在废水处理应用中的缺陷H2O2利用率,改进的均相Fenton氧化反应,光化学和电化学的引入与其它处理方法的联合原位生产H2O2均相催化剂的固载化,改进的均相Fenton氧化反应 光化学和电化学的引入,Part 2,研究进展,Part 2研究进展,固体Fenton催化剂的种类,活性组分 主要是铜和铁载体 分子筛：ZSM5，USY， MCM41， TS1，etc 活性碳，硅胶，氧化铝，树脂，交联粘土制备方法 浸渍法，离子交换法，直接水热合成法处理的污染物 苯酚，香豆酸，小分之羧酸类，醇类,实际工业废水,固体Fenton催化剂的种类活性组分,固体Fenton催化剂具备的优势,提高反应速率扩大溶液pH有效使用范围避免活性组分与有机物络合失活提供直接目标底物的机会，减少副反应的发 生可回收，可重复使用,固体Fenton催化剂具备的优势,固体Fenton催化剂存在的主要问题,活性组分溶出，催化剂表面被聚合物覆盖，难以重复利用,固体Fenton催化剂存在的主要问题活性组分溶出，催化剂表面,高活性和高稳定性的固体Fenton催化剂,在众多催化材料中，铁(铜)-铝交联粘土(Fe/Cu-PILC)以其高活性和高稳定性的优势成为研究的热点。,高活性和高稳定性的固体Fenton催化剂在众多催化材料中，,高活性和高稳定性的固体Fenton催化剂,高活性和高稳定性的固体Fenton催化剂,交联粘土的组成、结构和制备方法,交联剂的制备方法主要有金属离子络合物法、凝胶分散法、金属离子水解法、杂多酸阴离子法等. 目前, 交联剂的制备多数采用金属离子水解法.,天然粘土通常是一种水合硅铝酸盐,具有独特的孔结构和层状结构。采用羟基铝、锆作为交联剂制备合成的粘土材料是一种良好的催化材料或载体,交联粘土的组成、结构和制备方法交联剂的制备方法主要有金属离子,ESR spectra recorded at 298K under vacuum: (a) AZA; (b) FAZA-1 (fresh); (c) FAZA-1 (used); (d) FAZA-2.,ESR spectra recorded at 77K under vacuum: (a) AZA; (b) FAZA-1 (fresh); (c) FAZA-1 (used); (d) FAZA-2.,高度歪曲八面体中的分散铁物种，位于粘土的夹层上聚合的氧化铁物种3. 八面体中分散的铁物种，位于交联柱骨架外，或取代交联柱中的铝离子 The third species constitute very active sites towards the total phenol oxidation by hydrogen peroxide.,交联粘土结构和活性的关联,ESR spectra recorded at 298K u,均相和铜-铝交联粘土催化反应机理,均相和铜-铝交联粘土催化反应机理,均相和铜-铝交联粘土催化的反应历程,均相和铜-铝交联粘土催化的反应历程,均相和铜-铝交联粘土催化的反应历程,均相和铜-铝交联粘土催化的反应历程,铜/铁-铝交联粘土催化性能的比较,铜/铁-铝交联粘土催化性能的比较,总结,Fenton 试剂作为一种强氧化剂用于去除废水中的有机污染物具有明显优点,是一种很有应用潜力的废水处理技术。目前存在的主要问题是处理成本较高,但对于毒性大、一般氧化剂难氧化或生物难降解的有机废水处理仍是一种较好的方法目前的研究已表明,采用Fenton 试剂作为一种预处理的方法,并与其它处理方法相结合,可以有效降低处理成本,并进一步拓宽Fenton 试剂在废水处理中的应用范围。均相Fenton反应已进入了许多工业化过程中，铁/铜铝交联粘土作为Fenton固体催化剂具有高活性和高稳定性，有望应用在工业化污水处理过程中。,总结Fenton 试剂作为一种强氧化剂用于去除废水中的有机污,
