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文檔簡介
1、硝酸鹽氮(NO3--N)是以地下水為飲用水水源的凈水處理工藝中必須解決的問題之一,尤其是在小型水處理和分散式水處理過程中,催化反硝化法被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的飲用水脫氮工藝,其中,催化劑的性能是制約該工藝發(fā)展的關(guān)鍵因素。據(jù)此,本課題提出了以 Pd-Cu/TiO2納米纖維為催化劑構(gòu)建催化反硝化體系去除水中NO3--N的技術(shù)工藝。
本課題采用靜電紡絲法制備了鈀銅雙金屬負(fù)載的二氧化鈦纖維催化劑 Pd-Cu/TiO2,通過對催化劑進(jìn)行
2、SEM、TEM、Mapping、XRD、ICP等表征,觀察了催化劑的表面形貌,分析了催化劑的物相組成,證實了該方法制備 Pd-Cu/TiO2纖維催化劑的可行性,并且表明了活性金屬平均粒徑為7.3nm,鈀銅雙金屬分散均勻,無明顯團聚現(xiàn)象。此外,實驗中制備了不同鈀銅負(fù)載比的催化劑,并根據(jù)催化反硝化實驗確定鈀銅質(zhì)量比為1:1的Pd-Cu/TiO2纖維催化劑為催化性能最優(yōu)。
將催化劑應(yīng)用到催化反硝化體系中,進(jìn)行了一系列實驗對該體系催化
3、還原NO3--N的效能進(jìn)行探究。首先是研究了不同反應(yīng)條件(如催化劑投加量、pH值、還原劑 H2流量等)對 NO3--N去除效能的影響,并結(jié)合工程實際對各實驗條件進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果表明,在催化劑投量為0.1g、pH為3.2、H2流量為90mL/min時,有較高的NO3--N去除效率和N2選擇性;其次研究了水中共存離子對NO3--N去除效能的影響,認(rèn)為HCO3-的影響最大,因為它與NO3-結(jié)構(gòu)相似,存在競爭吸附的關(guān)系;對催化反硝化體系進(jìn)行了動
4、力學(xué)擬合,并探討了這一過程中 NO3--N的加氫機制。研究表明,催化反硝化反應(yīng)符合零級反應(yīng)動力學(xué)模型,表面活化能為27.7 kJ/mol。
催化劑循環(huán)利用實驗發(fā)現(xiàn)在四次連續(xù)回收利用時均有較好的催化性能和金屬離子浸出情況;并證明了在工程上向體系中通入 CO2作為緩沖物質(zhì)的可行性。催化活性為0.284 mgNO3--N/(gcata*min),最大N2選擇性可以達(dá)到94%以上,超過絕大多數(shù)催化劑的催化性能,可能原因是本課題制備的催
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