脉冲放电协同催化降解苯酚模拟废水的实验研究

摘要

工业废水中的含酚废水,危害大、处理困难,已成为我国目前重点控制的废水之一。高压脉冲放电是近年来发展起来的一种新型水处理技术,因高效、无二次污染,而受到各国学者的关注。
　　本文采用脉冲放电结合TiO2/沸石光催化剂对水中有机物进行降解,并对其影响因素进行了实验研究,选择苯酚作为研究对象,采用4-氨基安替比林分光光度法作为分析方法,研究TiO2光催化降解苯酚的特性,探讨了影响TiO2光催化降解水中苯酚的因素,并讨论了产生相关结果的原因,目的是为将来的工业应用研究提供参考。通过研究工作获得如下结果:
　　1.采用溶胶-凝胶法制备TiO2/沸石负载型催化剂,重点考察了影响溶胶-凝胶过程的影响因素,即加水量与加水用方式、加酸量、溶剂种类和量、水解温度及陈化环境等,对胶凝过程机理进行了基本的探讨,并利用XRD、SEM等分析技术对催化剂进了表征。制备条件为:无水乙醇与钛酸四丁酯的体积比为4.0,冰醋酸与钛酸四丁酯的体积比为0.1,水与钛酸四丁酯的体积比为0.15,硝酸与钛酸四丁酯的体积比为0.1,焙烧温度为450℃,焙烧时间为2h,得到光催化效果较好的负载型沸石/TiO2催化剂。
　　2.利用单针-板式脉冲放电反应器降解苯酚实验表明,有机物降解效果均随着放电能量的增加而提高,降解浓度为100mg/L的苯酚模拟废水,32.5kV脉冲电压峰值,50Hz脉冲频率,针-板间距15mm,体积60mL,pH为9,鼓气速率2.0L/min,放电处理60min,苯酚的降解率达到71％。影响脉冲放电降解苯酚的影响因素主要有苯酚溶液初始浓度、溶液pH值、反应时间、催化剂投加量等。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,整体碱性条件下降解率比酸性体条件要高;苯酚降解率随反应时间的延长越来越高,刚开始降解率升高较慢,之后加速升高,最后趋于平缓;苯酚降解率随着催化剂TiO2投加量的增加而增高,开始阶段降解率增加较快,最后保持稳定。
　　3.采用多针式脉冲放电等离子体反应器对苯酚模拟废水进行降解,三针效果最好,能使苯酚的降解率达到75%。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1论文选题的背景、目的和意义

1.2 研究现状

1.3 内容、创新点

第二章 含酚废水研究现状

2.1 含酚废水的来源及危害

2.2含酚废水的治理方法及研究进展

第三章 光氧化技术原理

3.1 光臭氧氧化技术

3.2 光过氧化氢氧化技术

3.3 光氧化技术发展

第四章 TiO2/沸石光催化剂的制备及表征

4.1 物理负载法

4.2 化学负载法

4.3 实验部分

4. 4 结果与分析

4.5 小结

第五章 脉冲放电等离子体降解有毒废水的实验研究

5.1 引言

5.2 实验装置

5.3 苯酚的测定方法

5.4 实验结果及其分析讨论

5.5 降解机理分析

5.6 本章小结

第六章 总结及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文与研究成果