活性炭负载TiO光催化降解苯酚的实验研究

摘要

含酚废水是工业废水中危害大、处理困难的一种，是我国重点处理的废水之一。光催化氧化技术是近年来发展起来的一种新型水处理技术，具有处理效率高、工艺设备简单、操作条件易控制、非选择性地降解有机污染物、无二次污染等优点，受到广泛的关注。 本文以钛酸丁酯为主要原料，利用溶胶—凝胶法制备了TiO2粉体催化剂和活性炭负载TiO2催化剂，通过苯酚光催化降解实验，考察了苯酚初始浓度、H2O2投加量、反应时间、光照强度、活性炭负载TiO2的次数、催化剂投加量、反应方式等因素对苯酚降解率的影响，得出以下主要结论： （1）用TiO2催化剂时：苯酚初始浓度越高，降解率越低；苯酚降解率受溶液pH值的影响较大，整体弱酸性条件下降解率比弱碱性条件下要高；苯酚降解率随着催化剂TiO2投加量的增加而增高；不加TiO2催化剂时，苯酚的降解率为11．8％，不加H2O2时，苯酚的降解率为30．2％，用TiO2催化剂时H2O2的最佳投加量3．5mL，其降解率为44．8％。 （2）用自制TiO2/AC催化剂时：随着苯酚初始浓度的增加，其降解率先增加后降低；溶pH值在酸性条件和碱性条件下均有利于苯酚的降解；随着催化剂使用次数的增加，苯酚的降解率稍有下降；H2O2氧化剂的最佳投加量为0．3mol/L；静置反应时苯酚的降解率为28．9％，磁力搅拌时为48．7％，通风鼓泡时为43．6％，可得出，采用磁力搅拌反应方式时的处理效果要高于静置和通风鼓泡。 （3）用TiO2/AC催化剂降解工业含酚废水，当加入TiO2/AC催化剂时，药厂、煤气厂、炼焦厂苯酚的降解率分别为68．9％、49．7％、62．3％。

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论文说明：图表目录

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第1章绪论

1.1含酚废水的来源及危害

1.1.1含酚废水的来源

1.1.2含酚废水的性质及主要危害

1.2含酚废水的处理现状及研究进展

1.2.1含酚废水的处理现状

1.2.2含酚废水处理技术发展趋势

1.3 TiO2光催化反应原理

1.4 TiO2光催化氧化法处理废水的概况

1.4.1 TiO2光催化氧化法在废水处理中的研究现状

1.4.2 TiO2光催化技术存在的问题

1.5 TiO2光催化活性的影响因素

1.5.1热力学因素

1.5.2动力学因素

1.6 TiO2光催化剂改性

1.7本课题主要进行的工作

1.8本课题的创新点

第2章实验材料与方法

2.1实验反应装置

2.2实验仪器

2.3实验药品

2.4试剂配制

2.5苯酚含量的测定方法

第3章催化剂的制备

3.1 TiO2催化剂制备方法的确定

3.1.1气相法

3.1.2液相法

3.1.3制备步骤

3.2溶胶-凝胶法制备TiO2负载催化剂

3.3本章小结

第4章实验结果讨论与分析

4.1 TiO2催化剂实验结果讨论

4.1.1苯酚不同起始浓度对降解效果的影响

4.1.2催化剂投加量对苯酚降解效果的影响

4.1.3光照时间对苯酚降解效果的影响

4.1.4溶液的PH对苯酚降解效果的影响

4.1.5氧化剂H2O2的加入对苯酚降解效果的影响

4.2活性炭负载TiO2实验结果讨论

4.2.1TiO2/AC催化剂用量对苯酚降解效果的影响

4.2.2 TiO2/AC光催化性能与AC的吸附性能

4.2.3 TiO2负载量对苯酚降解效果的影响

4.2.4笨酚初始浓度对苯酚降解效果的影响

4.2.5溶液PH对苯酚降解效果的影响

4.2.6使用次数对苯酚降解效果的影响

4.2.7光照强度对苯酚降解效果的影响

4.2.8氧化剂H2O2的加入对苯酚降解效果的影响

4.2.9光照时间对苯酚降解效果的影响

4.2.10苯酚残留量的脱附

4.2.11光源距离对苯酚降解效果的影响

4.2.12反应方式对苯酚降解效果的影响

4.3实际工业含酚废水的效果研究

4.3.1 TiO2对含酚废水降解结果讨论

4.3.2 TiO2/AC对含酚废水降解结果讨论

4.4 TiO2和TiO2/AC降解苯酚效果比较

4.5本章小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

致谢

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