Исследование полимерного металлосодержащего катализатора при формировании и в процессе деструкции фенола

• Автор: Смирнов, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

1.1 Проблема очистки сточных вод от фенольных соединений.

1.2 Методы очистки сточных вод от растворенных фенолов

1.3 Каталитическая деструкция фенола

1.4 Перспективы применения полимерных катализаторов.

1.5 Методы получения волокнистых катализаторов

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Реактивы и материалы

2.2 Установка синтеза волокнистых катализаторов.

2.3 Методы исследования.

2.3.1 Методика определения каталитической активности

2.3.2 Исследование стабильности закрепления ионов металла на волокне

2.3.3 Исследование поверхности и механической прочности модифицированных ПАН пленок и волокон.
2.3.4 Методика исследования скорости каталитического окисления фенола
2.3.5 Исследование продуктов деструкции фенола на ИК Фурьеспектрометре
2.3.6 Статистическая обработка результатов экспериментальных
исследований
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ КАТАЛИЗАТОРА НА ЕГО СВОЙСТВА.
3.1 Влияние температурных факторов на структуру волокнистого катализатора
3.2 Исследование влияния концентраций модифицирующих агентов на стабильность волокнистого катализатора
3.3 Взаимосвязь кислотности среды с активностью и стабильностью волокнистого катализатора
3.4 Исследование структуры и топографии поверхности модифицированных ПАН пленок и волокон
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОКИСЛЕНИЯ ФЕНОЛА НА ВОЛОКНИСТОМ КАТАЛИЗАТОРЕ
4.1 Кинетика окисления фенола на волокнистом катализаторе.
4.2 Исследование влияния концентрации пероксида водорода, массы катализатора и кислотности среды на скорость окисления фенола
4.3 Результаты и исследования продуктов деструкции фенола
ГЛАВА 5. НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРНОНОГО ВОЛОКНИСТОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДЕСТРУКЦИИ ФЕНОЛА .
5.1 Обезвреживание фенолсодержащих сточных вод производства древесноволокнистых плит.
5.2 Локальная очистка сточных вод от аппаратов переработки нефти.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Применение регенеративных методов для очистки сточных вод химических производств позволяет обезвреживать сточные воды и извлекать фенолы, с последующим их применением. В дальнейшем нами были рассмотрены способы, позволяющие наиболее полно очищать . Термическое парофазное окисление протекает при температурах 0С и заключается в испарении сточной воды в печи при избытке воздуха Гб. Сущность данного метода заключается в окислении фенолов кислородом
воздуха при повышенной температуре. Применение, катализаторов позволяет снизить температуру процесса до С. В качестве катализаторов используют алюмосиликатиые носители с нанесенными на их поверхность платиной или палладием. Можно применять меднооксидные и меднохромоксидные катализаторы 6,7, но они менее активны по сравнению с платиновыми и палладиевыми. Степень окисления составляет 0. При температуре С очистка осуществляется полностью. Процесс протекает при небольшом избытке воздуха 1. Процесс глубокого окисления чувствителен к действию ряда соединений, содержащих серу, мышьяк, свинец, хлор и фосфор, которые являются дезактивирующими ядами и снижают срок службы катализатора. Несмотря на примеры 8, достаточно эффективного использования данного метода, существенным недостатком процесса считают большие энергозатраты, связанные с переводом сточных вод в парообразное состояние. Время экспозиции составляет мин. При этом окисляются 0 органических и элементоорганических соединений. Диапазон концентраций веществ, подаваемых на окисление, может быть достаточно высоким от сотен мгл до нескольких гл, причем без увеличения времени пребывания в реакторе
С целыо ускорения процесса и повышения глубины деструкции углеводородов жидкофазное окисление проводят в щелочной и слабощелочной среде при этом на скорость окисления может оказывать влияние и вид щелочного агента. Большую роль играет температура процесса. С повышением температуры существенно возрастает глубина окисления. С ростом давления увеличивается растворимость кислорода в воде, что приводит к ускорению реакции. Поэтому процесс жидкофазного окисления проводят при высоких давлениях. Параметры процесса определяются видом загрязнений. Так, в случае фенолов степень окисления достигается при температуре С. Избыток кислорода должен составлять по отношению к стехиометрическому. При окислении фенольной сточной воды максимальное количество летучих с паром кислот в пересчете на уксусную кислоту образуется при температуре около 0С. Окисление фенолов в присутствии щелочи позволяет получать ные растворы ацетата натрия и других солей 9. Применение катализаторов при жидкофазном окислении позволяет снизить температуру процесса до 0С и давление до 1. МПа 7. В процессе жидкофазтюго окисления фенола в воде на оксиде меди, нанесенном на активный оксид алюминия, при температуре С, давлении МПа и времени контакта мин была достигнута полная его деструкция . Метод жидкофазного окисления обладает следующими преимуществами отсутствие необходимости испарения воды, универсальность наряду с фенолами возможно удаление из сточных вод и других веществ. К недостаткам жидкофазного окисления следует отнести сложное аппаратурное оформление процесса насосы и компрессоры высокого давления, необходимость применения дорогостоящих конструкционных материалов и высоколегированных сталей по всему тракту высокого давления, образование накипи на теплопередающих поверхностях. Озонирование широко используемый способ глубокой очистки воды от фенолов. Окислительные свойства озона в воде могут проявляться в реакциях прямого окисления, озонолиза, катализа, окисления радикалами и полимеризации. Для ускорения процесса инициирования целесообразно окисление проводить в щелочной среде. Чем выше величина показателя среды, тем больше степень окисляемости озоном. Оптимальное значение для окисления фенолов концентрацией менее мгл равно . Метод озонирования позволяет эффективно очищать воду от фенолов, при этом образуются альдегиды, щавелевая и дикарбоновые кислоты, гидропероксид, диоксид углерода и вода.