非均相催化劑制備及催化降解聚丙烯酰胺的開題報(bào)告

非均相催化劑制備及催化降解聚丙烯酰胺的開題報(bào)告開題報(bào)告一、研究背景和意義隨著工業(yè)和民用污水的大量排放，聚丙烯酰胺（PAM）作為一種高分子有機(jī)物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于污水處理工業(yè)中。然而，由于PAM降解緩慢、難以分解，會(huì)導(dǎo)致沉淀物和膜污染，影響污水質(zhì)量，而PAM的處理方法也存在不足。目前，傳統(tǒng)的處理方法主要包括生物法、化學(xué)法、物理法等，但存在著操作難度大、處理效率低等問題。因此，將催化降解應(yīng)用于PAM的處理中，成為一種高效、環(huán)保的新方法。非均相催化劑制備是催化降解PAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。優(yōu)秀的催化劑需要具有高活性、良好的穩(wěn)定性以及可重現(xiàn)性等特點(diǎn)。近年來，很多研究者采用沉淀法、共沉淀法、溶膠-凝膠法等方法制備了多種催化劑，有效降解了PAM。然而，現(xiàn)有的催化劑仍存在著制備難度大、制備時(shí)間長(zhǎng)、成本高等問題，其大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)仍有待完善。因此，本研究計(jì)劃采用新型非均相催化劑制備技術(shù)，以及嘗試降低PAM的催化降解條件，提高催化劑的重復(fù)利用效率，探索高效環(huán)保的PAM處理技術(shù)，為污水處理提供新的途徑。二、研究?jī)?nèi)容1.通過超臨界CO2催化法和納米制備技術(shù)制備新型非均相催化劑。2.優(yōu)化催化劑的制備工藝和工作條件，制備出具有高分散度和良好催化性能的催化劑。3.考察催化劑的抗污染性能和重復(fù)利用性能。4.對(duì)比測(cè)試不同催化劑對(duì)PAM降解效果，優(yōu)化催化反應(yīng)條件，探究最佳反應(yīng)條件。5.研究催化反應(yīng)機(jī)理及其對(duì)PAM分子結(jié)構(gòu)的影響。三、預(yù)期成果1.制備出具有高分散度和良好催化性能的新型非均相催化劑。2.優(yōu)化催化劑制備工藝和工作條件，提高催化劑的重復(fù)利用率。3.探究高效、環(huán)保的PAM處理技術(shù)，為污水處理提供新的途徑。4.深入了解催化反應(yīng)機(jī)理及其對(duì)PAM分子結(jié)構(gòu)的影響。5.為PAM的催化降解研究提供新思路和新的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。四、研究方法1.通過超臨界CO2催化法和納米制備技術(shù)制備新型非均相催化劑。2.優(yōu)化制備工藝和催化反應(yīng)條件，比較不同催化劑的催化效果。3.采用FTIR、NMR、SEM、TEM、XRD等表征手段，深入分析催化機(jī)理并探究其對(duì)PAM分子結(jié)構(gòu)的影響。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較分析采用多元統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行。五、參考文獻(xiàn)[1]YingyingZhang,ZhiyuXiang,XiangyingWei,etal.Selectiveandefficientdegradationofhigh-molecular-weightpolyacrylamidebysulfateradical-basedUV/persulfateprocess[J].ChemicalEngineeringJournal,2021,407:127168.[2]HuLina,TongJunjie,XuQin,etal.CatalyticdegradationofhighconcentrationPAMwastewaterwithouttarandhumususingmanganese-basedcatalystspreparedbydifferentmethods[J].JournalofWaterSupplyResearchandTechnology-aqua,2020,69(5):536-543.[3]CaoLijuan,ZhangShaohua,PengYizheng,etal.PreparationanduseofheterogeneousnanocatalystferrousammoniumsulfateinPAMsolutiondegradation[J].JournalofHazardousMaterials,2018,01(342):77-83.[4]FangZhanqiang,ZhangWeijie,RenJinwei,etal.Synthesisofanovelfoam-liketernaryFe/N/S-dopedcarboncompositeanditsenhancedphoto-Fenton-likedegradationofpolyacrylamideunderUV-vislightirradiation[J].AppliedCatalysisB-Environmental,2018,01(221):68-77.[5]WangXiaoguang,ShiLina,LiKai,etal.HeterogeneousCu-basedcatalysts