吹扫捕集-气质联用法测定溶液中CCl4及其对可见光催化降解CCl4的过程分析

摘要

四氯化碳(carbon tetrachloride，CCl4)是一种不易燃的挥发性有机物(VOCs)，常用作氯化剂、萃取剂、脱脂剂、干洗剂、蒸煮剂、浸出剂、润滑剂等，也被用来合成尼龙及氟里昂等。CCl4的化学性质比较稳定，不易被降解，在自然环境中能够长期稳定存在，因而可对自然生态环境造成长期的负面影响。CCl4能够通过呼吸、粘膜和皮肤等途径而进入人体，对肝脏、肾脏等器官和中枢神经系统等造成不可逆的生物毒害，它已被美国环境保护署(U.S EPA)列入优先控制污染物。在我国工业发达地区，CCl4的大量使用及工业废水的长期超标排放，使得CCl4已成为当地水体中的主要污染物之一。我国《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中规定集中式生活饮用水地表水源中CCl4的标准限值为2ug/L。要减少或消除CCl4对人类生存环境的危害，除限制CCl4的生产及使用，减少其排放，对CCl4进行无害化处置也是一种很好的解决方法。
　　本论文主要研究内容如下：
　　（1）建立自动吹扫捕集-气相色谱/质谱法（P&T-GC/MS）测定水中CCl4的分析方法。研究内容主要包括：吹扫捕集的捕集阱填料的选择，吹扫时间、温度、流量的控制，解析时间、温度及烘烤温度的设定等；气相色谱的进样口温度、色谱柱填料、升温程序、载气流量、分流比的优化设置等；质谱的接口温度、四级杆温度、扫描范围、扫描速度、溶剂延迟等条件的探索；分析方法的重复性、准确度、精密度、检出限、加标回收率、质控样分析等方案的优化。通过P&T-GC/MS方法的基础研究，为液相中CCl4的准确、快速测定奠定基础。
　　（2）采用水热法制备了溴氧化铋（BiOBr）光催化剂，并用X射线粉末衍射（XRD）等手段对所得的粉末产物进行了物相表征。
　　（3）采用可见光催化氧化法，在催化剂BiOBr的作用下，研究降解反应时间、溶液pH值、催化剂加入量和可见光功率四个因素对水溶液中CCl4降解规律和降解效率的影响。采用正交分析法对实验方案进行了优化设计，对实验结果进行了极差分析，确定了主次影响因素，选定了最适宜的操作条件，并探讨了主要影响因素对CCl4降解效果的影响。
　　（4）根据可见光降解动力学基本原理，对不同pH值条件下所获得的CCl4可见光降解数据与反应速率常数之间的关系进行了线性拟合，并对可见光条件下BiOBr催化降解水溶液中的CCl4进行了动力学分析。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 CCl4的性质

1.3 CCl4的主要生产制备方法

1.4 CCl4的应用

1.5 CCl4的污染与危害

1.6 CCl4安全信息及应急处理方法

1.7 治理CCl4水污染技术研究进展

第2章 气相色谱/质谱法测定溶液中CCl4方法研究

2.1 水溶液中CCl4的监测方法研究进展

2.2 我国现行标准监测方法

2.3 吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水溶液中CCl4方法的建立

2.4 吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水溶液中CCl4实验数据分析

2.5本章小结

第3章 可见光下BiOBr催化降解水溶液中CCl4研究

3.1 BiOBr简介

3.2 实验试剂和仪器

3.3 BiOBr光催化剂的制备与物相分析

3.4 实验方案设计

3.5 降解反应正交设计实验结果分析

3.6 可见光下BiOBr催化降解水溶液中CCl4的影响因素分析

3.7 可见光下BiOBr催化降解水溶液中CCl4的动力学分析

3.8本章小结

第4章 结论和展望

4.1 结论及主要创新点

4.2 研究展望

参考文献

附录A 所用主要试剂的名称、等级和生产厂家

附录B 所用主要仪器设备的名称、型号和生产厂家

附录C t值表

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果