内分泌干扰物——双酚A的高效光催化降解研究

摘要

内分泌干扰物,又称环境激素,主要是指可通过影响生物体和人类体内自身天然激素的合成、分泌、代谢等,从而破坏生物体和人类正常的代谢、分泌和生殖等功能的外源性化学物质。双酚 A作为一种重要的有机化工原料,是一种普遍存在于环境中的内分泌干扰物,对生物体和人类有着极大的危害。　　TiO2多相光催化技术因为安全、反应速率快、氧化彻底、能耗低、无二次污染等特点,而被应用于内分泌干扰物的处理。本研究着重从光催化反应器的角度,来建立一种高效处理双酚A的体系,设计出了一种新型的光源内置气-液-固循环流动的浆态光催化反应器。并通过光量子效率、能耗、反应速率等指标,对比研究了所设计的新型反应器与传统的气体提升式和环隙式浆态光催化反应器对偶氮染料降解脱氮的性能,研究发现新型反应器具有较优的综合性能。　　采用自行制备的稀土钆掺杂的Gd-TiO2为光催化剂,在新设计的气-液-固浆态光催化反应器中对模拟内分泌干扰物废水——双酚 A水溶液进行光催化降解研究。实验考查了催化剂浓度、表观气速、表观液速对降解速率的影响,处理体积为1800 ml,初始浓度为10 mg/L的内分泌干扰物废水最优处理条件为:催化剂浓度为6 g/L,表观气速为8.34×10-3 m/s,表观液速为1.11×10-2 m/s。在最优条件下处理120 min,双酚A降解率高达90％以上,符合处理要求。　　本课题还进一步对比研究了Gd-TiO2和普遍商业化 P25-TiO2光催化剂处理内分泌干扰物的性能。前者不论是在光催化效率方面还是沉降分离方面都明显优于后者。　　本研究表明,Gd-TiO2光催化剂和气-液-固循环浆态光催化反应器是处理内分泌干扰物双酚A的高效体系,有着较好的应用前景。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 内分泌干扰物——双酚A综论

1.2 TiO2光催化技术处理BPA的原理和发展方向

1.3 TiO2光催化反应器的研究现状

1.4 本课题的提出、技术路线和主要内容

2 新型光催化反应器的设计

2.1 光催化反应器设计原则

2.2 气-液-固三相内循环体系的提出及其特点

2.3 新型气-液-固浆态反应器各系统的设计

2.4 气-液-固循环浆态光催化反应器的选材

2.5 反应器的制作和光催化体系的建立

3 新型反应器的光催化性能研究

3.1 引言

3.2 实验药品、仪器和装置

3.3 实验方法

3.4 结果与讨论

3.5 小结

4 内分泌干扰物——BPA在新型反应器中降解研究

4.1 实验材料与装置

4.2 实验方法

4.3 实验结果与讨论

4.4 小结

5 结论与展望

5.1 本研究的技术总结

5.2 本研究存在的问题与展望

致谢

参考文献

附录1：个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

附录3：环隙式浆态光催化反应器操作参数优化实验结果

附录4：气体提升式浆态光催化反应器操作参数优化实验结果