磁性纳米复合新材料深度处理城市中水难降解有机污染物及其机制

基本信息
批准号:51808312
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:徐熙焱
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2018
结题年份:2020
起止时间:2019-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李若楠,李俊禹,刘莹,Faryal Mehr,Barak Shein
关键词:
城市污水再生难降解污染物再生水资源化深度处理再生水
结项摘要

Removal of hazardous recalcitrant organic pollutants is the key difficulty for advanced treatment of municipal sewage secondary effluent (MSSE) to produce high quality reclaimed water. In that respect, it is needed to further develop more cost-effective photo-catalysts. .The current project is aimed to prepare cost-effective novel magnetic nanocomposite catalysts to excite water molecules and dissolved oxygen to produce reactive free radicals, making use of the UV-vis energy in sunlight, and carry out systematic research on the degradation of hazardous recalcitrant organic pollutants in MSSE. The photo-catalytic efficiency of the as-prepared catalysts will be optimized to find out the best preparation conditions; the characterization of the catalysts will be conducted by using XRD, SEM, BET, FT-IR and XPS techniques; ESR technique and free radical scavenging test will be applied to investigate the formation scheme of the reactive radicals in the system; IC, HPLC, GC-MS and UPLC-MS will be used to identify the reaction byproducts based on which the degradation mechanisms involved are supposed to be postulated. Finally, the interaction mechanisms on the surface of the catalysts will be proposed. .The current project is expected to prepare novel high efficiency-magnetic nanocomposite catalysts, and it will provide scientific explanation for improving the treatment efficiency of harzadous organic pollutants in the MSSE and further revealing the mechanisms involved in the photo-catalyzed degradation of organic pollutants.

有害难降解有机污染物的去除是深度处理城市中水、生产高品质再生水的关键和难点,为此特别需要进一步研发更为经济高效的光催化剂。.本项目拟制备经济高效的磁性纳米复合新型催化剂,利用太阳光中紫外-可见光波段能量激发水分子及溶解氧产生活性自由基,以系统开展对城市中水难降解有机污染物的催化降解研究。对所制备新型催化材料的光催化降解性能进行优化,确定最佳制备条件;使用XRD、SEM、BET、FT-IR及XPS等手段表征催化剂表面特性,通过ESR和自由基抑制法等对体系中自由基进行检测,研究体系中自由基生成机理;利用IC、HPLC、GC-MS及UPLC-MS等手段对城市中水有机污染物及光催化降解产物进行分析,推测降解机理并揭示催化剂表面反应机制。.本研究有望制备经济高效磁性纳米复合新型催化剂对城市中水进行有效处理,并为提高其深度处理效率生产高品质再生水、进一步揭示光催化降解有机污染物的作用机制提供科学依据。

项目摘要

有害难降解有机污染物的去除是深度处理城市中水、生产高品质再生水的关键和难点,为此特别需要进一步研发更为经济高效的光催化剂。. 本项目研究成功制备了经济高效的纳米γ氧化铝负载钨酸光催化剂、磁性纳米γ氧化铝负载钨-铁氧化物光催化剂以及纳米γ氧化铝负载铁氧化物类芬顿催化剂等新型复合催化材料,利用太阳光中紫外-可见光波段能量激发水分子及溶解氧产生活性自由基,系统开展了对再生水中难降解有机污染物(1,4-二噁烷)的催化降解研究。对所制备新型催化材料的光催化降解性能进行优化,确定了最佳制备条件;使用SEM-EDS、氮气吸脱附测试、XRD、XPS等手段表征催化剂表面特性,通过自由基抑制法等对体系中自由基进行检测,研究了体系中自由基生成机理;利用IC、GC-MS及UPLC-MS等手段对城市中水有机污染物及光催化降解产物进行分析,推测了降解机理并揭示了催化剂表面反应机制。另外,还深入研究了过硫酸盐高级氧化体系中难降解有机污染物环烷酸的降解机理。. 本研究通过制备经济高效纳米复合新型催化剂对城市中水进行有效处理,并在其他高级氧化体系降解有害有机污染物机理方面进行了新的探索研究,为提高深度处理效率生产高品质再生水、进一步揭示光催化降解有机污染物的作用机制提供科学依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

DOI:10.18402/resci.2020.12.01
发表时间:2020
2

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

DOI:10.11821/dlyj020190689
发表时间:2020
3

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

DOI:
发表时间:2022
4

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
5

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

DOI:
发表时间:2015

徐熙焱的其他基金

相似国自然基金

1

炼化污水难降解有机物深度处理新技术

批准号:U1462201
批准年份:2014
负责人:雷乐成
学科分类:B08
资助金额:320.00
项目类别:联合基金项目
2

磁性树脂深度处理去除城市污水中难降解有毒有害物质的技术原理

批准号:51438008
批准年份:2014
负责人:李爱民
学科分类:E10
资助金额:350.00
项目类别:重点项目
3

可见光响应的新型石墨烯-TMDs基纳米复合材料光催化处理水体中难降解有机污染物的机理研究

批准号:51378246
批准年份:2013
负责人:邹建平
学科分类:E1002
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
4

难降解有机有毒污染物在水/沉积物/生物体系中的转移

批准号:40071073
批准年份:2000
负责人:王子健
学科分类:D0711
资助金额:21.00
项目类别:面上项目