气相介质阻拦放电等离子体协同多壁碳纳米管负载TiO2催化剂去除水中布洛芬的研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:viggb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
布洛芬(ibuprofen,简称IBP)作为一种常见的抗炎解热药物,是非甾体抗炎药(Non-steroidal Anti-inflammatory Drugs,NSAIDs)的典型代表。由于其广泛应用,估计每年全球IBP产量为几千吨。IBP在水生环境中具有相当高的流动性,不能完全被人体吸收,也不能被市政污水处理厂完全降解。因此水生环境中IBP含量不断富集到较高浓度,导致对人类健康和生态环境造成一定的威胁。气相介质阻拦放电等离子体技术作为低温等离子体技术的一种,被广泛应用于污染物治理研究中。由于该技术能够稳定地产生大量的活性物质(如羟基自由基、臭氧、过氧化氢等)、紫外线和高温热辐射,具有良好的高级氧化性能。光催化是目前有机物降解的热点,而二氧化钛纳米颗粒尤其是研究的重点对象。本论文以IBP为降解的目标污染物,首先制备了多壁碳纳米管(Multi-walled Carbon Nanotubes,简称MWCNTs)负载TiO2复合光催化剂,接着将气相介质阻拦放电等离子体技术与制备的复合光催化剂进行耦合用于对IBP的降解,通过一系列的研究系统讨论IBP降解的优化方法和反应机制。首先,论文以水热法制备了 MWCNTs负载TiO2复合光催化剂,并对该复合光催化剂通过TEM,XRD,BET,XPS等表征分析,结果表明复合催化剂中TiO2成功负载在MWCNTs上,并与MWCNTs以共价键紧密结合,显示出良好的复合催化剂表征性质。其次,本研究利用MWCNTs负载TiO2纳米催化剂协同气相介质阻拦放电等离子体降解水中IBP,并从放电电压、IBP溶液初始浓度、催化剂添加量、复合催化剂中MWCNTs与TiO2的质量比、催化剂重复利用性等方面探讨了该复合系统用于废水中IBP降解的去除效果和能量效率等。实验结果表明,相比于单独气相介质阻拦放电等离子体,该复合系统可以明显提高水中IBP的降解效率。此外,提高等离子电源的放电电压,适当提高IBP溶液初始浓度,增加催化剂添加量都能提高降解效率。具体的实验数据结果为:在放电电压为17kV,IBP溶液初始浓度为20mg/L,催化剂添加量为0.25g/L,MWCNTs/TiO2质量比为1:10时,经过21min放电反应,IBP的降解效率可达93%。同时,论文探究了 MWCNTs负载TiO2复合光催化剂协同气相介质阻拦放电等离子体降解IBP的反应机理。具体实验操作来说,论文分别研究了在反应过程中复合系统的H2O2、O3浓度变化和TOC的变化。实验结果表明:复合系统能显著增加H2O2的生成,加快O3的分解产生羟基自由基,提高IBP的去除效率,促进IBP的降解来增强矿化程度。具体的实验数据结果为:经过21min的反应时间后,在单独气相介质阻拦放电中TOC的去除效率为15.3%,而在气相介质阻拦放电耦合MWCNTs-TiO2中TOC去除效率能够达到37.6%。最后,论文通过Gaussian 09软件的理论计算并结合自然键轨道理论(NBO),推断IBP降解过程中可能受攻击及断键的位点,结合液质联用(LC-MS)检测结果,推导出了 IBP在MWCNTs负载TiO2复合光催化剂协同气相介质阻拦放电等离子体降解过程中可能存在的降解产物和降解路径。
其他文献
几乎所有的在线社交应用平台都存在垃圾文本,其中的垃圾信息包括广告、色情、暴力等,这些垃圾文本严重影响了社交平台的社交生态环境。微博作为一个拥有超过4亿月活跃用户的社交平台,同样也受到垃圾文本的影响,提高微博文本的垃圾识别率对于维护健康的社交环境非常重要。本文针对广告类垃圾文本的识别效果进行改进。广告类垃圾文本中包含大量的商品实体名、品牌名等专有名词,理解它们背后的语义有助于垃圾广告识别效果的提升,
随着多媒体技术的发展,图像已成为互联网信息传递的重要载体。图像中包含的文字可以帮助人们快速理解图像中的内容,近年来先后出现了多种场景文字检测的方法。但是,对弱光照场景图像而言,存在诸如低光照、低分辨率、低可识度等缺点,这给弱光照条件下的场景图像文字检测带来了挑战。本文将弱光照条件下的场景文字检测分为弱光照图像增强与场景文字检测这两个环节分别开展研究。首先,针对弱光照图像的增强问题,本文提出了一种基
漆酶(Laccase,EC 1.10.3.2)是多铜氧化酶之一,属于胞外酶,来源广泛,在自然界中普遍存在。由于对许多污染物具有催化作用,漆酶一直是环境领域的研究热点。然而,目前大量研究局限于提升漆酶对有机污染物的催化降解效率,而很少研究酶对无机污染物的作用。因此,研究漆酶对无机污染物的催化作用是对漆酶催化研究的全新尝试。作为一种常见的重金属,砷在环境中的迁移转化和去除一直备受关注。常规的砷处理技术
随着我国社会经济的快速发展,我国中产阶层群体迅速发展壮大;但由于受大城市生活成本高、就业竞争激烈、户籍劣势等因素的限制,中产阶层群体中部分人群的经济资本、社会资本都不足以支撑其进入真正的“中产阶层”,他们只能勉强达到中产阶层的门槛,成为下层社会阶层向中产阶层过渡过程中的“边缘中产阶层”。而在其独特的经济资本、社会资本和文化资本的作用下,边缘中产阶层的消费需求呈现出“草根性”基本生活消费需求与“品质
学位
学位
学位
学位
随着城市化的推进,城市建成面积不断的扩张,城市病越来越严重,并且给城市居民带来健康危机。久坐不动的生活方式,以及缺乏体力活动是导致居民超重,及高血压、高血脂、糖尿病等相关慢性病的重要原因。而大量实证研究表明建成环境与居民的体力活动有着密切的关系,通过改善建成环境来提升居民体力活动是一种干预居民健康的有效措施。西方发达国家就建成环境、体力活动、健康之间的关系已经进行了大量的实证研究,并且已经开展了一
互联网技术的高速发展以及5G时代的来临产生了大量需要进行处理的数据,在这些巨量数据中潜藏着宝贵财富。越来越多的企业和学者开始关注和研究如何从这些巨量的数据中提取出对人们有用的信息这一问题。为了解决这一难题,人们采用集群的方式并行化地处理数据,显著加快了巨量数据地处理能力。聚类算法是处理数据时常用的算法之一,Spark平台中并行化聚类算法可以很好地解决大数据环境下的聚类问题。但Spark平台核心聚类