超声耦合光催化氧化体系降解水中有机污染物的研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chrisdc
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
光催化降解技术是近年来出现的一种先进的水处理技术,能彻底破坏有机污染物,没有二次污染,是一种有前途的水处理方法。但是光催化技术的实际工程应用还存在着诸如量子效率低,光对非透明物质的穿透能力低等技术难题。为了弥补或克服这些缺点,各种能场的协同效应有可能强化光催化降解,因此对这一方向上的系统深入研究具有重要的意义和价值。 少数研究者己开始考虑利用超声场的协同效应强化光催化降解,但国内外的研究工作侧重于反应动力学和污染物去除效果,对于功率超声(US)与光催化体系的相互作用机制的探讨却很少。本文将以五氯酚和苯酚为降解对象,系统地研究了五氯酚(PCP)的声光催化和苯酚的超声-可见光催化-过氧化氢氧化两种降解体系的降解效果,考察了降解反应的影响因素,并探讨超声与光催化之间的协同效应。通过对三种催化剂的声光催化反应前后的表征,探讨超声对催化剂的影响;论文还采用水杨酸作为探针性物质,对声光催化过程中羟自由基的产生的各种影响因素进行了探讨,对声光催化的机理作进一步的研究。其主要研究结论和结果如下: 利用超声波一光催化氧化处理五氯酚,并考察各主要影响因素对降解效果的影响。结果表明:声光催化氧化体系比光催化氧化或功率超声波单独使用更有效,其降解率分别为97.5%,62.5%和16.8%。底物初始浓度越高,降解百分率越低。在声光催化体系中催化剂的投加量范围比光催化体系中大得多。当溶液的初始pH值为6时,五氯酚的降解效果最好。外加的Fe<3+>对五氯酚的降解效果有一定的促进作用。低浓度的H<,2>O<,2>有利于五氯酚的降解,高浓度的则促进不明显。超声光催化降解PCP具有良好的效果,PCP的降解在US、UV/P25、IJS/UV/P25三个体系中的降解均符合一级反应动力学模式。 运用XRD、SEM等测试手段对反应前后的催化剂进行表征,并比较了其对苯酚的降解效果。XRD测试表明:声光催化过程中超声对二氧化钛起到粉碎的作用,但对粒径小的二氧化钛可能产生量子尺寸效应,出现团聚现象。SEM测试表明:光催化使二氧化钛发生团聚,加入超声波后可分散催化剂。苯酚降解效果比较表明:超声波对催化剂粒径最小的TiO<,2>-B微粉的光催化协同效果最佳,但降解效果反而是颗粒最大的P25最好。 利用水杨酸作为探针性物质,间接测定自由基的产生,对声光催化过程中羟自由基的产生的各种影响因素进行了探讨。结果表明:当超声波和光催化两种技术同时作用时,自由基的产率有明显的提高。当催化剂的团聚性较强时,超声的加入可以使自由基的产率提高1倍以上;催化剂的浓度和初始pH值越高,自由基产率越高;三价铁离子对羟自由基的产生有一定的促进作用;过氧化氢对羟自由基的产生的影响不明 显。 最后对可见光下二氧化钛的声光催化降解苯酚进行了研究。研究表明:二氧化钛吸附过氧化氢后可在表面发生表面螫合及衍生作用,从提高了二氧化钛的可见光性能,苯酚的降解率达50.8%,加入超声波后降解率提高到74.6%。过氧化氢的浓度选择是个重要的因素,本实验选择150mg/L。溶液的pH值不仅影响到有机污染物形态,还影响催化剂的表面电荷,从而影响降解效果。
其他文献
县域经济是统筹城乡经济的纽带,是国民经济运行的重要基础,发展县域经济对推动新型城镇化和农业现代化、推进新农村建设具有重要的战略意义.在现代经济社会下,金融与经济高度
期刊
钾是农作物生长不可缺少的三大营养元素之一。我国钾肥生产受可溶性钾矿资源严重短缺的限制,多氮少磷缺钾现象十分严重,极大的制约了我国农业的发展。 利用我国储量丰富的
铜纳米颗粒及其颗粒薄膜,相比于铜块体材料,具有较大的表体比,即在表面具有大量低配位原子,而对于块体材料,这些低配位原子所占比例几乎可以忽略。这些低配位原子表现出与块体内原
在林业病虫害的防治工作中,科学地运用无公害防治技术可以在保护人工林不受病虫害威胁的同时,保护林区内的环境,推动林业的发展.所以相关部门应该加大无公害防治技术的推广力
热障涂层(TBCs)是应用于航空发动机上保护恶劣环境中工作的金属部件和提高发动机效率的一项关键技术。随着发动机推重比的提高,燃烧室内燃气温度不断升高,热障涂层的火山灰腐蚀
基于循环光学理论模型,计算了应用在18.5 nm附近的理想Mo/Al软X射线光学多层膜的正入射反射率,发现反射率对周期厚度Λ,层厚比Γ以及周期数N非常敏感,并存在一个使反射率最大的Λ和Γ值以及使反射率饱和的N值。设计的Mo/Al多层膜在该波长的反射率高于一直备受关注的Mo/Si多层膜。采用对向靶控溅射法制备了Mo/Al多层膜(Λ=9.5 nm,Γ=0.4,N=20),利用断面高分辨透射电镜对多层膜
目的 回顾性分析埃克替尼一线或多线治疗晚期(转移复发)表皮生长因子受体(epidermalgrowth factor receptor,EGFR)突变非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者