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《河北大学》 2013年
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高级氧化法处理水中的有机污染物

兰瑞家  
【摘要】:高级氧化法是处理有机废水的有效方法,具有良好的开发应用前景。声化学氧化法和光催化氧化技术是高级氧化法中的两个重要组成部分,本论文主要采用这两种方法来处理水体中的有机污染物: 超声波技术,在降解有机污染物方面越来越受到人们的关注。在本研究中,以碱性品红作为目标污染物,探讨了功率,温度,溶液初始pH对降解率的影响。并研究了均相催化剂亚铁离子,以及非均相催化剂TiO:对降解效果的影响。发现Fe2+的加入可以较大程度地提高降解效率,而TiO2的促进效果并不明显。自由基捕捉剂的加入导致降解过程被明显地抑制。 响应面法是用于建立经典模型的统计学方法,通过实验设计来对响应值进行最优化。采用超声/Fenton试剂联合的方法降解萘普生,通过单因素实验确定了各影响因素的水平范围。又通过中心组合设计试验评价了Fe2+、H2O2浓度以及萘普生浓度三个因素的影响效果(pH=3,超声波功率设定在90%),最后通过响应面分析法优化得到了最高降解率和相应的最佳降解条件。 工业用碳纳米管作为一种有效的吸附剂已经成功地应用于去除一些环境污染物。与单独超声和单独用多壁碳纳米管(伴随搅拌)相比,超声和多壁碳纳米管相结合对于酸性橙74的吸附作用更加显著。研究了碳纳米管用量、超声时间、温度、溶液初始浓度和pH值对吸附过程的影响。与Freundlich等温吸附模型相比,Langmuir模型更适合描述酸性橙74在碳纳米管上的吸附行为。通过热力学分析的数据,推测酸性橙74和碳纳米管的吸附类型为物理吸附。动力学分析表明,吸附过程遵循准二级动力学模型。 以纳米TiO:为催化剂利用太阳光降解不同类型的染料(阴离子型和阳离子型),探讨了催化剂对不同类型染料的吸附和光催化降解特性。以酸性橙74为研究对象,考察了催化剂Ti02的用量、染料浓度、溶液pH值等因素对光降解的影响。通过对降解产物进行阴离子色谱分析,发现经过光催化降解后酸性橙74并没有完全矿物化。 采用水热法制备出了Ti02/石墨烯复合材料。并考察了氧化石墨用量对复合材料光催化性能的影响。实验结果初步证实石墨烯的引入有利于提高TiOz的光催化降解能力。在紫外光照射下,Ti02/石墨烯复合材料催化降解亚甲基蓝水溶液的活性是Ti02的2.5倍。这种降解效率的提高主要是依赖于复合材料中的石墨烯可以传导光照TiOz产生的电子,提高了电子空穴对的分离效率。
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X703.1

【参考文献】
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