凹凸棒石粘土因其具有高比表面积及特殊结构等优良特性而受到广泛的关注，其中热点之一是凹凸棒石粘土作为催化剂载体的研究。本论文探讨了以凹凸棒石粘土为载体，制备以锰和铈金属氧化物为负载物的电催化剂，并应用于电催化处理含酚废水。采用XRD、扫描电子显微镜、偏光显微镜、对电催化剂进行了结构表征，SEM显示凹土由纤维状变成了块状，催化剂固载在凹土上。偏光显微镜显示电催化剂为黄褐色，证明锰与铈金属氧化物在凹土表面形成。电催化试验表明，电催化剂处理含酚废水的COD去除率可达73.44%。关键词 凹土，负载，催化剂，COD目 录
1 绪论 6
1．1 凹土研究与应用概述 6
1.1.1 凹凸棒石黏土简介 6
1．2 凹凸棒石粘土的性质 8
1.2.1 流变性 8
1.2.2 吸附性 8
1.2.3 催化性 8
1.2.4 耐热性 8
1．3 凹凸棒石黏土的应用 8
1．4 电催化剂的制备研究进展 9
1．5 电催化剂的应用 10
1.5.1 多相催化 10
1.5.2 废水处理 10
1．6 含酚废水治理技术进展 10
1.6.1 物化法 10
1.6.2 生化法 11
1．7 本课题选择的意义和内容 12
2 实验部分 12
2．1 实验药品和仪器 12
2.1.1 实验原料 12
2.1.2 实验仪器及设备 13
2．2 实验过程 13
2.2.1 凹土的酸化除杂质处理 13
2.2.2 Mn-CeOx/凹土复合电催化剂制备 14
2.2.3 实验所需溶液配制 14
2.2.4 含苯酚废水电催化处理 14
2.2.5 COD(化学耗氧量)测定 15
2．3 催化剂表征 16
2.3.1 电子显微镜观察 16
2.3.2 X-射线衍射仪（XRD） 17
2.3.3 偏光显微镜 17
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q:  3_5_1_9_1_6_0_7_2 
凹土复合电催化剂制备 14
2.2.3 实验所需溶液配制 14
2.2.4 含苯酚废水电催化处理 14
2.2.5 COD(化学耗氧量)测定 15
2．3 催化剂表征 16
2.3.1 电子显微镜观察 16
2.3.2 X-射线衍射仪（XRD） 17
2.3.3 偏光显微镜 17
3 结果与讨论 17
3.1 扫描电子显微镜 17
3.2 催化剂的XRD表征 21
3.3 偏光显微镜 23
3.4 电催化性能分析 26
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 绪论
近年来,随着人口的不断增长和工业的发展,使我们的生命之源—水日益短缺,水污染问题日益严重。为了解决日益严重的缺水和水污染问题，不仅要加强水资源的统一管理，还要治标治本，进行水污染的控制和防治。随着人类环保意识的不断增强，对水环境的重视以及对有毒物在生物体内的富积认识，世界各国对排放到水体中的有毒物控制也越来越严格。目前虽然已有不少基于物理,化学和生物原理的水处理技术应用于有机工业废水处理,但对有毒,生物难降解的有机废水,如制药、农药、造纸、印染等废水的处理至今仍缺乏经济而有效的技术手段。因此,对废水中难降解的有机污染物处理已成为一个重要的研究课题。工业废水，特别是难降解有机废水已经成为水污染的主要来源。近来我国政府提出建立“节约社会”的号召，特别是在水资源的有效、重复利用方面提出了一系列具体的要求，因此作好工业废水处理对防治水污染，实现人类社会的可持续发展，保护水资源具有重要意义。
随着石油化工﹑塑料﹑合成纤维﹑焦化等工业的迅速发展，各种含酚废水也相应增多，由于酚的毒性大，具有致癌﹑致畸﹑致突变的潜在毒性，当其污染水体和土壤后，势必危害生物生长繁殖和人类食品及饮用水安全，进而危机人类健康，因此对含酚工业废水的排放必须有严格的规定。我国规定地面水中挥发酚的最高容许浓度为 0.01 mg/L，饮用水标准规定挥发酚的允许含量不超过0.002 mg/L。因此，它是美国国家环保局列出的129种优先控制污染物之一，在我国水污染控制中也被列为重点解决的有害废水之一。
1．1 凹凸棒石粘土简介
凹凸棒石黏土，英文名Attapulgite（以下简称凹土）是以一种具有棒晶状形态的含水富镁硅酸盐为主的粘土矿产[1]。由于凹土具有特殊的结构而赋予凹凸棒石黏土良好的物化性能，如良好的吸附作用、催化作用、流变性和耐热性，并且具有十分细小(约0.01μ×1μm)的棒状、纤维状晶体形态因而受到矿物学、沉积学及材料学等多个学科领域研究者的关注，其中凹凸棒石黏土纯化、超细化和晶束解离技术已成为研究热点。由于凹土特殊的晶体结构，凹凸棒石黏土在塑料、橡胶等工业中作为增强填料，提高产品的拉伸强度、挠曲强度等性能方面，优于其他一般的无机填料，在填料领域中有着广泛的应用前景[2]。但是,凹土的利用存在利用率低、技术含量小等缺点，因此，拓展应用范围是目前凹凸棒土研究领域的热点和难点。由于凹凸棒黏土是一种值得重视的吸附剂和催化剂载体材料,其在环境废水治理方面已有较多的应用研究[3~5],主要是通过无机或有机的方法对凹土进行改性,增大凹土的比表面积或改变其表面的亲疏水性质,以实现其对有机污染物或重金属离子的吸附。但是,这一方法的最大问题在于它只吸附污染物料，不破坏其结构，不能实现对污染物的深度降解；同时，吸附量有限,难以实现现场再生。
凹凸棒石粘土的晶体结构图：


图1-1
凹土的显微结构包括3个层次[6]：（1）凹土的基本结构单元为棒晶，棒晶呈棒状，长约1µm，直径约20nm；（2）由棒晶紧密平行聚集4而成的棒晶束；（3）由晶束(也包括棒晶)间相互聚集而形成的各种聚集体(粒径通常为0.01～0.1mm)。凹凸棒石单根纤维晶的直径在20nm左右，长度可达1μm，符合纳米材料的尺度标准，热稳定性好，如能以纳米级别状态分散在聚合物内，是一种很有潜力的一维增强材料。然而在通常情况下，凹土作为一种粉体材料却很难以分散的独立棒状晶体状态存在，而是形成一定形式的晶体聚集体，因此如何使其在高聚物中达到纳米级的分散成为凹凸棒石-高分子复合材料的研究难点和关键[7]。
作为催化剂载体，与传统的载体相比，凹土具有高的比表面积、特殊纤维结构，较好的化学及电化学稳定性等优点，因此凹土是最有发展前途的催化剂载体之一。
1．2 凹凸棒石粘土的性质
1.2.1 流变性
凹土晶体具有层链状晶体结构和棒状的细小晶体外形使得凹凸棒石黏土在外力压力下能够充分地分散。一般地，在低剪切力下，或者剪切力消失后，悬浮液产生凝胶；而剪切力增加时，悬浮体又恢复到水一般的低黏度液体。原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/yyhx/32686.html