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摘 要

本课题通过在微波反应器中降解DMF从乙酸铜、硫酸铁、乙酸钴、乙酸镍催化剂中筛选出合适的金属离子催化剂，并通过在固定床上用湿式氧化催化法考察最适催化剂在不同的反应温度、氧气压力、流速这些实验条件下对DMF降解效果的影响，从而对这些实验条件进行优化。实验结果表明：在四种金属离子催化剂中，乙酸镍催化剂的降解效果最好，作为最适催化剂，但由于微波反应器中玻璃材质的限制，无法密闭反应，达不到实验所需压力，所以在固定床上进行优化条件的实验，得到实验结果：当乙酸镍催化剂在反应温度为200℃、氧气压力为3MPa、流速为1.2ml/min时对DMF的降解效果最佳，DMF的降解率能达到97.87%。本课题寻找了一种能够有效处理有机废水的金属离子催化剂，并确定了较优的催化条件，并为该催化剂的后续研究及工业化应用提供参考。

关键词：新型氧化催化剂 DMF 金属离子 固定床

Preparation and application of a new type of oxidation catalyst

ABSTRACT

The suitable metal ion catalyst was screened from copper acetate,ferric sulfate,cobalt acetate,nickel acetate by degrading DMF in the microwave reactor,and the experimental conditions for the reaction temperature,reaction pressure,flow rate were optimized in the fixed bed reactor by using CWAO.The experimental results were showed that the degradation of nickel acetate was best of these metal ion catalysts.However the pressure couldn’t reach the requirements of the experiment because of the limit of glass.Then the experimental conditions were optimized in the fixed bed.The result of the experiment showed that the best conditions of DMF degradation were 200℃ for reaction temperature,3MPa for oxygen pressure,1.2ml/min for flow rate.The DMF degradation could reach 97.87% in the best conditions.The experiment found a metal ion catalyst for dealing with waste water efficiently,and the optimum catalytic conditions were determined.Also the experiment provided a reference for the catalyst of the follow-up research and industrial application.

KEYWORDS：Novel oxidation catalyst;DMF;Metal ion;Fixed bed

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 新型氧化催化剂的制备方法 1

1.2.1 浸渍法 1

1.2.2 沉淀法 1

1.2.3 溶胶凝胶法 2

1.2.4 离子交换法 2

1.2.5 共混合法 2

1.2.6 滚涂法和喷涂法 2

1.3 新型氧化催化剂的研究现状 2

1.3.1 均相氧化催化剂 2

1.3.2 非均相氧化催化剂 3

1.3.3 光催化氧化剂 4

1.4 新型氧化催化剂在废水处理中的应用 4

1.4.1 处理造纸废水 4

1.4.2 处理染料废水 4

1.4.3 处理含酚废水 4

1.4.4 处理石油废水 4

1.4.5 处理DMF 5

1.5 本课题的研究目的与意义 5

第二章 实验部分 6

2.1 实验试剂与仪器 6

2.1.1 实验试剂 6

2.1.2 实验仪器 6

2.2 实验方法 7

2.2.1 微波反应法 7

2.2.2 固定床法 7

2.3 分析方法 9

2.3.1 降解率的计算 9

2.3.2 DMF百分含量的测定的标准曲线 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 微波反应法 11

3.1.1 筛选金属离子催化剂 11

3.1.2 微波功率对DMF降解效果的影响 11

3.2 固定床反应法 12

3.2.1 活性炭负载乙酸镍对DMF降解效果的影响 12

3.2.2 氧化铝作填料时乙酸镍对DMF降解的影响 12

第四章 结论与展望 15

4.1 结 论 16

4.2 展 望 16

参考文献 16

致 谢 18

第一章 文献综述

1.1 前言

现代工业绝大部分还是依赖于化学、生物合成，而这些工业所产生的废水中含有大量的有机物质，这些有机物质排放到自然环境中，会引起严重的环境问题：污染水体、造成水体富营养化、破坏水体自净能力、影响生态平衡、甚至通过生物富集，影响人类健康。所以，如何有效地处理工业有机废水这个问题，就变得越来越严峻。

传统工艺技术对于一些组成简单、浓度低、生物降解性好的工业废水处理具有良好的效果，而对于那些传统工艺难以处理的废水，就需要寻找新的处理技术，而氧化催化技术对于处理组成复杂、浓度高、生物降解性难的废水具有很好的研究前景。

工业有机废水的组成比较复杂，一般以芳香族化合物和杂环化合物居多^[1]。本课题主要研究新型氧化催化剂对N,N－二甲基甲酰胺（DMF）的处理效果，并对相应的催化条件进行优化。

1.2 新型氧化催化剂的制备方法

催化剂的制备方法很多，一般制备方法包括浸渍法、沉淀法、溶胶凝胶法、离子交换法、共混合法、滚涂法和喷涂法等，不同的制备方法成分用量相同，但催化剂的性能可能不同，下面简单介绍几种常见的催化剂制备方法：

1.2.1 浸渍法

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