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磁性—吸附—催化复合材料及其动态膜去除水相2,4-二氯苯酚

吕新  
【摘要】: 氯酚类(Chlorophenols, CPs)化学物质具有高毒性和强烈刺激性气味,能够在环境中长期残留,并通过生物累积对生态和人体的健康安全产生危害,因此它们在环境中的存在和治理一直是人们关注的焦点。膜分离技术在处理含氯酚废水方面有着潜在的应用,但传统的依靠膜孔径大小来分离污染物的技术在去除较低浓度的酚类污染物时收效甚微。本文针对低浓度氯酚类污染物的去除问题,在ACF中引入Ti02和Fe304,制成复合颗粒,使其形成的动态膜能够更好的去除水中低浓度氯酚类微污染物,并且能够重复使用。 (1)用共沉淀法制得Fe3O4/ACF颗粒,用此方法合成的Fe3O4/ACF颗粒易于通过磁场分离,具有良好的回收性能。用溶胶-凝胶法制备TiO2/Fe3O4/ACF复合颗粒。用粒径、Zeta电位和傅里叶红外光谱对所制备的复合颗粒进行表征。复合颗粒的粒径范围为7.3~17.3μm。其TiO2/Fe3O4/ACF复合颗粒的Zeta电位为负,说明其具有很好的抗膜污染性能。通过傅里叶红外光谱图可以看出ACF表面Ti02和Fe304的存在。 (2)以Fe3O4/ACF复合颗粒和TiO2/Fe3O4/ACF复合颗粒为吸附剂,研究其对水中2,4-DCP的静态吸附性能和热力学特性。平衡吸附研究表明,Langmuir等温方程与实验数据有更好的相关性。 (3)用错流过滤的方法,将Fe3O4/ACF复合颗粒和TiO2/Fe3O4/ACF复合颗粒分别与膜反应器相结合,形成均匀稳定的动态膜后,分别研究其对2,4-DCP的过滤性能和再生性能。实验结果表明:Fe3O4/ACF复合膜和TiO2/Fe3O4/ACF复合膜对水中的2,4-DCP都具有很好的去除性能。饱和复合膜再生时,UV/Fenton技术可以很好的降解复合膜上吸附饱和的污染物使复合膜再生。 (4)模拟微污染水,研究用不同基膜所制得的TiO2/Fe3O4/ACF动态膜的吸附性能。结果表明,用溶胶凝胶-浸渍法处理过负载有PVA/TiO2的工业滤布基膜所形成的TiO2/Fe3O4/ACF复合动态膜对模拟水中的其它有机物质有好的吸附去除能力,但是由于竞争吸附的原因,对2,4-DCP的去除率下降。在过滤过程中,膜通量降低。


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