海带质基光催化剂的制备及其吸附降解海面油污性能研究

论文摘要

随着全球经济一体化进程的加快,人类对石油化工产品的需求日益增加,海上石油运输和海洋石油资源开发等相关行业也迅猛发展,但由此产生的石油泄漏问题愈演愈烈,对生态环境和人类健康都会造成极大危害。当前已有众多用于溢油污染的处理措施,其中吸附材料吸附法和光催化技术因其具有的优良性能受到人们的广泛关注。本论文以舟山本地水生植物海带为原材料,将来源广泛、取材丰富的海带通过800℃高温炭化、KOH活化制备成具有良好孔隙度和广泛比表面积的优质吸附材料,可以作为光催化剂的天然载体,实现了海带的增值化利用。后通过结合溶剂热法,制备出了负载钼酸铋的新型生物炭基光催化剂,能够有效解决光催化剂分子之间的团聚、载体的不可降解性、重复利用率低、光生电子-空穴复合率高、载流子迁移率低等问题;并采用BET,XRD,FT-IR、SEM和UV-vis等方法对所制备样品进行了结构表征,并研究了其对石油烃类污染物的吸附降解性能。1.海带生物炭热解条件为:通N2保护的情况下,800?C高温管式炉中碳化3 h。经元素分析、SEM和BET数据分析可知,碳化后,海带的比表面积由90.561 m2/g增加到511.934 m2/g;改性海带炭具有高的含碳量和丰富的孔隙结构,有利于增加对石油污染物的吸附作用。2.油污吸附实验表明,改性海带炭对模拟海上油污的吸附率可达到64.70%,可能归因于其广泛地比表面积（507.177 m2/g）和含量丰富的官能团结构（如,–OH,=C-H等）;且光催化实验表明:海带炭自身存在一定的光催化作用,可能由于内含大量的过渡金属氧化物（含量超过698.1 mg/kg）,且XRD表征结果亦证明了Fe2O3,Mn5O8等金属氧化物的存在,同时,丰富的无定形碳含量可能会促进光催化油污作用。3.选取改性海带炭作为载体材料,经溶剂热法成功地制备了不同负载量（Bi2MoO6:改性海带炭）的复合光催化剂。通过预实验和BET数据等指标选择性能最佳样品,即负载量为0.25的复合光催化剂作为实验样品,其比表面积和孔容分别为210.918 m2/g和0.2449 cm3/g。4.模拟海面油污处理实验表明:BKBC-0.25复合光催化剂投加量为0.03 g,油污初始浓度为20 g/L,在黑暗条件下搅拌3 h,温度为25?C时,油污的去除率可达到70.08%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 海上溢油污染来源及危害
•     1.1.1 海上溢油污染来源
•     1.1.2 海上溢油污染的危害
•   1.2 海上溢油污染的处理措施
•     1.2.1 物理法
•     1.2.2 化学法
•     1.2.3 生物法
•   1.3 吸油材料和光催化技术
•     1.3.1 吸油材料
•     1.3.2 光催化技术研究
•   1.4 大型藻类及其吸附性能的研究进展
•     1.4.1 大型藻类简介
•     1.4.2 藻类的吸附性能研究
•   1.5 本课题研究内容
•     1.5.1 研究目的与意义
•     1.5.2 研究内容
• 第二章 实验内容及表征手段
•   2.1 实验试剂及仪器
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 改性海带生物炭的制备
• 2MoO₆-改性海带炭复合光催化剂的制备'>    2.2.2 Bi₂MoO₆-改性海带炭复合光催化剂的制备
•     2.2.3 改性海带炭及复合光催化剂的表征方法
•     2.2.4 溢油污染物吸附实验设计
•     2.2.5 溢油污染物的光催化实验
• 第三章 改性海带炭的制备及其吸附降解性能的研究
•   3.1 改性海带炭的制备
•     3.1.1 实验所需试剂及仪器
•     3.1.2 改性海带炭的制备实验
•   3.2 改性海带炭的表征方法
•     3.2.1 SEM分析
•     3.2.2 BET数据分析
•     3.2.3 氮气吸附等温线和孔径分布分析
•     3.2.4 元素分析
•     3.2.5 XRD分析
•     3.2.6 UV-visDRS分析
•   3.3 改性海带炭对海上溢油污染物的吸附性能
•     3.3.1 改性海带炭对模拟海面油污的吸附实验
•     3.3.2 改性海带炭对油污吸附的动力学研究
•   3.4 改性海带炭对海上溢油污染物的光催化性能
•     3.4.1 改性海带炭对模拟海面油污的光催化实验
•     3.4.2 光催化机理初步探讨
•   3.5 本章小结
• 2MoO₆/改性海带炭复合光催化剂的制备及其吸附降解性能的研究'>第四章 Bi₂MoO₆/改性海带炭复合光催化剂的制备及其吸附降解性能的研究
• 2MoO₆/改性海带炭复合光催化剂的制备'>  4.1 Bi₂MoO₆/改性海带炭复合光催化剂的制备
•     4.1.1 实验所需试剂及仪器
• 2MoO₆/改性海带炭复合光催化剂的制备实验'>    4.1.2 Bi₂MoO₆/改性海带炭复合光催化剂的制备实验
• 2MoO₆/改性海带炭复合光催化剂的表征方法'>  4.2 Bi₂MoO₆/改性海带炭复合光催化剂的表征方法
•     4.2.1 SEM分析
•     4.2.2 BET数据分析
•     4.2.3 氮气吸附等温线和孔径分布分析
•     4.2.4 XRD分析
•     4.2.5 FT-IR分析
•     4.2.6 UV-visDRS分析
• 2MoO₆/改性海带炭复合材料吸附海上溢油污染物的性能'>  4.3 Bi₂MoO₆/改性海带炭复合材料吸附海上溢油污染物的性能
•     4.3.1 复合材料对模拟海面油污的吸附实验
•     4.3.2 复合材料对模拟海面油污的吸附动力学研究
•     4.3.3 复合材料对模拟海面油污的光催化实验
•   4.4 复合材料对模拟海面油污的光催化机理探讨
•   4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 本研究的不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文及研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周亚蕊

导师: 宋文东

关键词: 海带生物炭,复合光催化剂,吸附能力,光催化活性

来源: 浙江海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 浙江海洋大学

分类号: X55

总页数: 71

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