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纳米TiO_2对水中MTBE降解影响因素的探讨

眭世闺  
【摘要】: 甲基叔丁基醚(Methyl tertiary butyl ether, MTBE)作为汽油添加剂广泛使用后,其通过各种途径进入水体,由于其降解缓慢,导致水体污染问题已受到广泛关注,许多研究已经表明:它对机体多系统具有急慢性毒作用,可致人体肝脏、肾脏和中枢神经造成明显的损害。毒理学试验研究显示MTBE是一种对实验动物具有致癌作用,同时也是一种人类可疑致癌物。鉴于MTBE的危害,如何经济有效的去除水体中MTBE已成为人们普遍关注的热点,目前国内外降解MTBE的方法主要有生物降解法、植物修复技术、物理化学方法、光催化降解等。本项目试图通过应用纳米TiO_2在可见光的条件下降解水中MTBE,研究可见光条件下不同纳米TiO_2降解水中MTBE的影响因素,寻找其最佳降解条件。 第一章介绍了水中MTBE的来源与危害、降解的研究现状、发展趋势,特别是纳米TiO_2光催化技术在处理MTBE污染领域的发展趋势、应用以及本论文的选题意义和主要研究内容。 第二章介绍了本研究建立的静态顶空气相色谱法检测水中MTBE的方法,此法对顶空水浴加热平衡温度、加热平衡时间的选择、分流比和柱流量的选择、检测器温度、色谱柱温度及进样口温度进行了研究,确定了最佳检测条件,在最佳检测条件下其测定水中MTBE的线性好、其相关系数r = 0.9997,水中甲基叔丁基醚的检出限为1.63×10-2μg/L,线性范围为1.56×10-2~120.00 mg/L,样品的加标回收率92.6%~100.1%,相对标准偏差(RSD)低于1.1%。该法测定水中MTBE具有干扰少、灵敏度高、检出限低、简便快速、结果准确、操作简便和线性范围宽等优点。此方法能够用于分析水中甲基叔丁基醚。Q第三章介绍采用水解沉淀法制备N、Ag共掺杂纳米TiO_2和化学络合沉淀法制备单斜态纳米TiO_2,并采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电镜、热重-差示扫描对制备的纳米TiO_2进行物化性能表征。 第四章介绍采用不同纳米TiO_2催化降解水中MTBE进行实验,并探讨TiO_2对水中MTBE降解的影响,寻找最佳降解条件。考查了MTBE初始浓度、pH、催化剂及双氧水(H2O_2)的投加量对MTBE降解率的影响。结果表明:在两种不同降解体系中MTBE初始浓度越低其降解效果越好,当甲基叔丁基醚浓度为10 mg/L时,N、Ag共掺杂TiO_2催化剂为2.0 g/L、双氧水为15 mmol/L,pH为6~7时在3 h内MTBE能降解81.2%;单斜态纳米TiO_2催化剂为4.0 g/L、H2O_2为10 mmol/L,pH为6~7时,在3 h内MTBE能降解84.9%。 第五章探讨催化降解水中MTBE的降解机制,采用孔雀石绿分光光度法间接检测反应体系中是否产生?OH,从而确定本研究中MTBE降解是否与?OH有关。实验结果表明:单斜态纳米TiO_2催化降解水中MTBE的体系中是产生了?OH才使MTBE得以有效降解。


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