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工业废水中常常含有大量毒性强且难以降解的酚类物质,对生态环境和人类生活造成了不良影响。目前处理含酚废水的方法主要有生化法、物理法、化学法等。化学法中的湿式催化氧化法由于反应条件温和、设备简单、耗能少的特点而发展迅速,尤其非均相催化剂的使用进一步避免了二次污染的问题。当前大多数非均相湿式催化氧化的研究都使用铁作为活性组分的催化剂,但这类催化剂只能够处理较窄pH值范围内(pH为3-4)的含酚废水,而一般工业含酚废水的pH值范围为5-7。以铜作为活性组分的催化剂能够处理较大pH值范围内的含酚废水,而且催化性能更好,因而系统地研究铜改性催化剂在含酚废水处理中的应用对于更高效地处理工业废水具有重要意义。本文选择苯酚浓度为1000mg/L的含酚废水为反应体系,系统地研究了CuO/MCM-41分子筛及Cu-MCM-41分子筛这两种催化剂的制备工艺、表征以及湿式催化氧化含酚废水的催化性能;同时初步探讨了以纸状不锈钢微纤作为载体合成MCM-41分子筛膜的工艺技术。首先研究了CuO/MCM-41的制备工艺。采用水热合成法制备了MCM-41分子筛,采用浸渍法制备了CuO/MCM-41分子筛催化剂,并通过XRD、N2物理吸附法、H2-TPR、XPS分析了该催化剂的物相结构、孔结构及还原特性,同时考察了反应时间、反应温度、反应体系初始pH值、催化剂浓度、加入酸种类、铜负载量对苯酚转化率、TOC转化率以及铜浸出浓度的影响。结果表明,CuO/MCM-41分子筛催化剂中铜主要以CuO的形式存在,苯酚转化率随着反应时间、反应温度、催化剂浓度的增加均先上升后趋于平稳,反应体系初始pH值对苯酚转化率影响不大。在反应温度为60℃,反应体系初始pH值为6.5,催化剂浓度为2g/L,搅拌速率为550rpm的反应条件下,苯酚转化率达到97.93%,TOC转化率为29.71%,加入酸调节反应体系pH值并不能促进TOC的降解。铜的浸出浓度在反应体系pH=4.5时最小,为10.69mg/L。其次研究了Cu-MCM-41分子筛的制备工艺。采用室温合成法制备了Cu-MCM-41分子筛催化剂,并通过XRD、FT-IR、H2-TPR技术分析了该催化剂的物相结构、微观结构及还原特性,同时考察了反应温度、催化剂浓度、反应时间、反应体系初始pH值对苯酚转化率、TOC转化率以及铜浸出浓度的影响。结果表明,Cu-MCM-41分子筛催化剂中部分铜存在于分子筛的骨架中。使用Cu-MCM-41分子筛催化剂考察了反应温度,催化剂浓度,反应时间,反应体系初始pH值对苯酚转化率、TOC转化率及铜浸出浓度的影响。苯酚转化率随着反应温度、反应时间的增加而增大,随着催化剂浓度和反应体系pH值的增大而先增大后减小。苯酚浓度为1000mg/L的含酚废水,在反应温度为60℃,反应体系初始pH值为5.5,催化剂浓度为1g/L,搅拌速率为550rpm的反应条件下,苯酚转化率达到88.57%,TOC转化率为20.5%。铜的浸出浓度在反应体系pH=6.5时最小,为2.94mg/L。最后初步探讨了微纤复合MCM-41分子筛膜的合成工艺技术。用湿法造纸工艺和烧结工艺制备了纸状不锈钢微纤载体,纸状不锈钢微纤载体经高温煅烧后分别浸泡在模板剂和硅源中进行预处理,采用水热合成法在处理后的纸状不锈钢微纤载体上合成了MCM-41分子筛膜,并通过XRD、SEM考察载体预处理工艺对合成的MCM-41分子筛膜物相结构、表面形貌和厚度的影响。结果表明,两种载体预处理方法均能合成致密的分子筛膜。浸泡过模板剂的纸状不锈钢微纤载体上合成的MCM-41分子筛膜厚度为1μm,浸泡过硅源的纸状不锈钢微纤载体上合成的MCM-41分子筛膜厚度为0.8μm。