催化超临界水氧化法连续测定水中TOC的实验研究

摘要

本课题利用超临界水氧化法TOC检测装置，以邻苯二甲酸氢钾和苯甲酸作为典型有机污染物，以H2O2溶液为氧化剂，研究了硫酸铜催化下，较低压力条件下温度、流量和氧化系数对TOC检出率的影响，及邻苯二甲酸氢钾催化超临界水氧化的反应动力学。
　　结果表明，硫酸铜能有效的降低检测反应的温度和氧化系数，在较低的压力下获得理想的检出率。较优的TOC检测条件为:反应温度T=420℃，反应压力P=23.2MPa，氧化系数m=3，流量2.0mL/min。邻苯二甲酸氢钾的催化超临界水氧化活化能Ea为61.54kJ·mol-1，指前因子k0为910.13s-1，反应对有机物TOC和氧化剂浓度的反应级数分别为1和0。
　　本课题先后研究了仪器检测邻苯二甲酸氢钾和苯甲酸模拟废水的准确性，并选取化工废水、医药废水、印染废水等实际废水，分别用岛津TOC分析仪和超临界水氧化—非分散红外检测法对水样进行了测定。该装置在模拟废水检测中的检测相对误差在±5％之内，因此本装置检测模拟废水TOC的准确度较高。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 前言

1．1 选题背景及意义

1．2 本文研究内容

1．3 课题研究创新点

第二章 文献综述

2．1 催化超临界水氧化技术的相关研究

2．1．1 催化超临界水氧化中的催化剂

2．1．2 催化超临界水氧化中的常用模型有机物

2．1．3 催化剂对反应条件的影响

2．1．4 不同均相催化剂的催化效果

2．1．5 超临界水中金属催化剂的浓度

2．2 总有机碳(TOC)的检测方法

2．2．1 高温催化燃烧氧化—非色散红外探测法

2．2．2 湿法氧化(过硫酸盐)—非色散红外探测法

2．2．3 紫外氧化—非色散红外探测法

2．2．4 紫外—湿法(过硫酸盐)氧化—非色散红外探测法

2．2．5 薄膜—电导检测技术法

2．2．6 紫外—过硫酸盐氧化—CO2电导检测器法

2．2．7 紫外氧化—浊度分析仪检测法

2．2．8 ICP-AES法测定废水中总有机碳含量

2．2．9 化学发光动力学法

2．2．10 超声空化效应—多泡声致发光法

2．3 超临界水氧化技术在TOC检测中的应用

2．4 本章小结

第三章 实验部分

3．1 实验原理及方案

3．2 实验装置

3．2．1 连续进样系统

3．2．2 连续反应系统

3．2．3 连续气液分离系统

3．2．4 连续CO2检测系统

3．3 其他实验仪器

3．4 实验材料

3．5 实验步骤及条件控制

3．5．1 实验步骤

3．5．2 实验条件的控制

3．6 实验分析方法

3．6．1 仪器性能评价指标

3．6．2 重复性实验

3．6．3 标准曲线的制定方法

3．7 本章小结

第四章 催化超临界水氧化法连续检测废水TOC的性能研究

4．1 反应参数的确定

4．2 邻苯二甲酸氢钾溶液TOC检测中催化剂的催化性能及影响因素

4．2．1 有机物浓度与检测信号之间的关系

4．2．2 温度对TOC检出率的影响

4．2．3 氧化系数对TOC检出率的影响

4．2．4 停留时间对TOC检出率的影响

4．3 苯甲酸溶液TOC检测中催化剂的催化性能及影响因素研究

4．3．1 苯甲酸浓度与检测信号之间的关系

4．3．2 温度对TOC检出率的影响

4．3．3 氧化系数对TOC检出率的影响

4．3．4 进样流量对TOC检出率的影响

4．4 催化超临界水氧化法的反应动力学研究

4．5 优化条件下检测模拟及实际废水TOC的性能研究

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢