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高级光催化氧化技术处理有机磷农药废水的研究

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目录

第一章 绪论

1.1 农药生产废水及其处理技术

1.1.1 农药废水概况

1.1.2 农药废水处理技术

1.2 高级氧化技术及其应用

1.2.1 UV/TiO_2光催化技术及其在废水治理中的应用

1.2.2 UV/Fenton光催化技术在废水治理中的应用

1.3 本论文研究目的、意义与研究内容

1.3.1 本论文研究目的及意义

1.3.2 本论文的主要研究内容

第二章 TiO_2光催化降解有机磷农药废水的研究

2.1 引言

2.2 实验材料

2.2.1 实验试剂

2.2.2 实验仪器

2.2.3 TiO_2光催化剂的制备与表征

2.3 实验方法

2.4 分析方法

2.4.1 COD高锰酸钾指数法

2.4.2 光催化降解率检测方法

2.4.3 实验数据的分析方法

2.5 实验结果与讨论

2.5.1 pH值对敌百虫有机磷农药光催化降解反应的影响

2.5.2 催化剂含量对敌百虫有机磷农药光催化降解反应的影响

2.5.3 光照强度对敌百虫有机磷农药光催化降解反应的影响

2.5.4 敌百虫有机磷农药浓度对光催化降解反应的影响

2.5.5 空气通入量对敌百虫有机磷农药光催化降解反应的影响

2.5.6 多因素正交实验确定最适条件

2.5.7 光催化降解对敌百虫有机磷农药降解率与 COD降解率影响

2.6 本章小结

第三章 UV/ Fenton技术光催化降解有机磷农药废水的研究

3.1 引言

3.2 实验材料

3.2.1 实验试剂

3.2.2 实验仪器

3.3 实验方法

3.4 分析方法

3.5 实验结果与讨论

3.5.1 pH值对 UV/Fenton光催化降解反应的影响

3.5.2 H_2O_2浓度对 UV/Fenton光催化降解反应的影响

3.5.3 Fe~(2+)浓度对UV/Fenton光催化降解反应的影响

3.5.4 光照强度对 UV/Fenton光催化降解反应的影响

3.5.5 草酸盐对 UV/Fenton光催化降解反应的影响

3.5.6 多因素正交实验确定最适条件

3.5.7 光催化降解对敌百虫有机磷农药降解率与 COD降解率的影响

3.6 本章小结

第四章 光催化氧化降解敌百虫有机磷农药废水的机理探讨

4.1 UV/TiO_2光催化技术原理

4.2 UV/Fenton光催化技术原理

4.3 UV/TiO_2与UV/Fenton光催化技术对敌百虫有机磷农药光催化氧化降解的比较

4.4 光催化氧化降解敌百虫有机磷农药机理探讨

第五章 结论和建议

5.1 结论

5.2 建议

5.3 展望

参考文献

致谢

附录 在校期间发表的论文

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摘要

光催化氧化技术是一种高级氧化技术,近年来在有机污染物处理中得到广泛的关注。本文进行了TiO2光催化剂的制备与表征,以敌百虫有机磷农药模拟废水为处理对象,采用UV/ZiO2,UV/Fenton两种方法对其进行光催化降解实验,对催化剂投加量,起始pH值,光照强度等影响因素进行了探讨,又使用正交实验法分析探讨光催化降解有机磷农药废水关键影响因素及最适降解条件,并讨论了敌百虫有机磷农药分子的光催化氧化降解途径。
  研究结果如下:①溶胶—凝胶法是一种很好的制备TiO2光催化剂的方法,制备时必须注意控制实验条件,制备的粉体TiO2光催化剂通过XRD表征为锐钛矿晶型,平均粒径为7.5nm;②采用UV/TiO2光催化降解敌百虫有机磷废水,通过正交试验,研究发现对光催化降解效率影响的主次顺序为:光照强度>;pH值>;空气通入量>;TiO2浓度含量。在最适水平组合:pH值为2、TiO2浓度含量为0.7g/L、空气通入量为0.8L/min和光照强度为2000μw/cm2时,催化降解初始浓度(以P计)为9.3mg/L的敌百虫有机磷废水,90min后降解效率达到90%以上;③进行UV/Fenton光催化降解敌百虫研究,通过正交试验,研究发现对光催化降解效率影响的主次顺序为:Fe2+浓度>;光照强度>;H2O2浓度>;pH值。在最适水平组合:H2O2浓度为7mmol/L、Fe2+浓度为0.72mmol/L、pH值为3和光照强度为2000μw/cm2时,催化降解初始浓度(以P计)为9.3mg/L的敌百虫有机磷废水,反应90min时,降解效率接近90%,当加入适量的活性物质K2C2O4,可以促进UV/Fenton光催化降解反应;④通过UV/TiO2及UV/Fenton光催化氧化途径都能产生氧化能力极强的OH·羟基自由基,由于反应过程中产生大量·OH,羟基自由基氧化能力较强足以使有机磷农药分子中磷酯键P—O键和碳磷键P—C断裂,形成各种甲基磷酸酯和其它中间产物。敌百虫农药降解过程中pH值不断下降,说明有无机磷或有机酸分子的生成,而且敌百虫有机磷农药中有机物的降解途径可能是分级进行的。

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