納米雙金屬複合氧化物催化臭氧的效能及機理研究

《納米雙金屬複合氧化物催化臭氧的效能及機理研究》是依託四川大學，由張靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：納米雙金屬複合氧化物催化臭氧的效能及機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張靜
• 依託單位：四川大學

項目摘要

納米尺度上進行金屬摻雜是提高納米金屬氧化物催化能力的一種可行方法，但是目前在臭氧催化方向，納米尺度上進行金屬離子摻雜的研究開展有限。本項目選取鐵、錳、鈷、鈦、鋅這五種過渡金屬，製備納米級雙金屬複合氧化物。在篩選催化效果最好的金屬組合併最佳化製備條件基礎上對比分析納米單一金屬氧化物和雙金屬複合氧化物催化臭氧的效果，結合各種化學分析方法及XRD、XPS、TEM、BET等儀器表征方法，分析雙金屬複合氧化物的表面特性及催化機理；解析不同操作條件和水質條件對納米雙金屬複合氧化物催化效果的影響規律，並考察納米雙金屬複合氧化物在實際水質本底中的催化效能。研究成果可為催化臭氧技術在水處理中的套用提供理論依據和技術參考。

結題摘要

本項目利用鐵、錳、鈷、鋅等過渡金屬進行製備篩選納米雙金屬複合氧化物，其中，鐵鎳、鐵錳、錳鎳、鈷錳、鈷鋅、鎳鈷雙金屬氧化物都在一定的金屬比例和製備條件下，顯示出了優越的催化性能：在Fe、Ni元素比例為1：4時，鐵鎳雙金屬催化劑的存在能夠有效提升O3的分解率，從而提高羥基自由基的產生速度，對鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）的10min降解效果達到了86%。在Co、Mn元素比例為2：1時，鈷錳雙金屬氧化物催化過一硫酸氫鉀（PMS）反應20min對於目標物酸性橙7（AO7）的去除率達到了95%，顯著提升了Co、Mn單金屬的催化效果著。在研究中，通過投加不同種類的猝滅劑，探究了反應過程中活性自由基的種類；結合XPS、XRD、SEM、TEM、Raman等各種表征手段，探明了所製備的催化劑的表面特性以及催化機理；並探討了操作條件等對催化效果的影響.為雙金屬催化臭氧技術以及催化過硫酸鹽技術在水處理中的套用做了一定的理論鋪墊。