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Fe-Si+Mg-Al复合材料降解水中三氯乙酸的研究

林春来  
【摘要】: 原水中含有的微量天然有机物在饮用水加氯消毒过程中会形成含氯有机物,称作消毒副产物(DBPs),氯代乙酸是主要的消毒副产物种类之一。Fe-Si+Mg-Al复合材料是Fe-Si合金颗粒与Mg-Al合金颗粒的物理混合物,前期研究已证实该材料对水中微量含氯有机物具有良好降解效果。本论文以三氯乙酸(TCAA)为代表,系统研究自行研制的Fe-Si+Mg-Al复合材料对于消毒副产物的降解效果及作用机理。 本文采用离子色谱法实现水中微量TCAA的测定,并实现了TCAA及其降解产物的同时测定。通过测定不同材料配比、初始浓度、搅拌速度、温度等反应条件下TCAA浓度随时间的变化情况,考察了Fe-Si+Mg-Al复合材料降解TCAA的影响因素,在此基础上推测出降解反应机理,并推导出降解反应动力学。 研究表明,Fe-Si+Mg-Al复合材料借助Fe-Si合金颗粒和Mg-Al合金颗粒之间的偶合作用实现还原降解TCAA,而TCAA经历依次脱氯的反应历程。研究发现,不同固液比、复合材料粒径不同、不同搅拌速度及不同气氛对TCAA的降解速率都有影响。动力学研究发现在较低的TCAA浓度条件下,降解反应呈现一级反应动力学,而当初始浓度较高时,反应级数为0-1级,推算一级降解反应活化能为26.40kJ/mol。


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