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TiO_2/浮石光催化降解水中邻苯二甲酸酯类污染物的研究

吴楚萍  
【摘要】: 邻苯二甲酸酯(PAEs)类化合物是一类最常用的增塑剂,广泛应用于塑料制品、涂料等生产领域,但近年来其对环境的污染,尤其是对水体的污染逐渐引起人们的重视。由于现有的水处理工艺中难以有效去除PAEs,因而急需开发新的治理工艺;因Ti02光催化技术在治理难降解有机污染物领域性能优异,被认为是最有发展前景的水处理技术之一,将其应用于含PAEs类污染物水体的治理具有一定现实意义。本课题尝试采用Ti02光催化降解水体中的PAEs类化合物,具体探讨了催化剂的负载技术,三种常见PAEs化合物(邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二丁酯)的光催化降解规律,水体中干扰因素的影响和光催化降解机理等方面的问题。 研究结果表明:以粉末粘结法所制备的Ti02/浮石催化剂牢固性良好,在催化剂投加量为30.0 g/L、光照时间5 h,DMP初始浓度为20.0 mg/L条件下,降解率达到93.5%,连续使用三次后对DMP降解率仍达到86.4%。 DMP、DEP、DBP三种化合物的光降解过程均符合一级动力学方程,其反应速率快慢为:DBP DMPDEP;不同初始浓度DMP水样光降解过程均符合一级动力学,反应速率随初始浓度增大而减慢;当pH值在2.0-6.5之间,反应速率随着pH升高而加快,当pH值在6.5-11.0之间,反应速率基本维持不变;DMP水样矿化速率明显慢于降解速率。 水体中常见无机盐和天然有机物腐殖酸(HA)对DMP光降解均有一定抑制作用;Na+、K+、Mg2+、Ca2+等四种阳离子对DMP光降解抑制作用无明显差别;而HC03、NO3-, SO42-、Cl-等四种阴离子对DMP光降解的抑制作用差别明显,它们对DMP光降解的抑制程度强弱为:HCO3-NO3- SO42-Cl-; HA对降解过程存在明显抑制作用,其抑制程度随HA浓度增大明显加强;DMP光降解速率在以二沉池出水为本底时明显降低。 采用LC/MS联用全离子扫描分析DMP、DEP、DBP的光催化产物,由检测到的中间产物可以初步推测出DMP、DEP中碳链的断裂是从苯环开始的,而DBP则是从侧链开始的。


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