首页> 正文

光催化氧化技术对焦化废水中有毒污染物处理的试验研究

2020-12-02阅读(1032)

光催化氧化技术对焦化废水中有毒污染物处理的试验研究

论文摘要

焦化废水的处理问题是一直是国内外废水处理领域的难题，研究开发经济有效的焦化废水处理技术和处理工艺是当前焦化废水处理研究的热点问题之一。本课题选用氧化铝陶瓷片作为载体，采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化剂，并运用扫描电镜、X射线衍射等表征手段，研究了催化剂的形貌结构及组成。研究表明：采用溶胶-凝胶法制得的TiO2薄膜致密均匀，粒径较小，在100nm以下，粒子与基体结合致密，并呈现介孔性结构，晶型为锐钛矿型。其表面的多孔性结构有助于提高催化剂对降解物的吸附性能，提高降解效率。试验研究了负载于氧化铝陶瓷片上的纳米TiO2对焦化废水中有毒污染物的降解性，在光强和废水浓度等一定的条件下，运用正交的试验方法，确定溶液PH值、光照时间、催化剂用量、H2O2加入量等因素对焦化废水中CODcr、氨氮、氰化物和挥发酚的降解率。根据正交试验的结果，各影响因素不同水平对各监测指标的降解趋势存在着差异，在正交试验后又分别对各监测指标进行单因子影响因素的试验，确定了单因子降解的最优条件：1．CODcr降解的最优条件为：光照时间为27h，催化剂的量为七层膜，H2O2加入量为0．1ml／100ml水样，PH=3。在该条件下，CODcr的降解率为95．5％。2．氨氮降解的最优条件为：光照时间为24h，催化剂的量为三层膜，H2O2加入量为2．2ml／100ml水样，PH=10。在该条件下，氨氮的降解为74．9％。3．氰化物降解的最优条件为：光照时间为8h，催化剂的量三层膜，H2O2加入量为0．1ml／100ml水样，PH=7。在该条件下，氰化物的降解率高达99．9％。4．挥发酚降解的最优条件为：光照时间为26h，催化剂的量七层膜，H2O2加入量为0．1ml／100ml水样，PH=3。在该条件，挥发酚的降解率高达99．2％。在以上研究的基础上，进一步研究了复合因子的降解率。综合考虑对单因子的降解情况，以及经济效益、出水水质等，确定了焦化废水中有毒污染物降解的最优条件，结果为：光照时间为15-24h，催化剂的量2-4层膜，H2O2加入量为0．4-1．0ml／100ml水样，PH=8-9。在该条件下，CODcr的降解率为84．6％-85．5％，氨氮的降解率为36．6％-63．0％，氰化物的降解率为92．6％-94．4％，挥发酚的降解率为97．3％-97．5％。另外，又通过将纳米ZnO、SiO2及其与TiO2的复合催化剂复载于同样的基体上，分别与TiO2降解焦化废水中有毒污染物的最优条件下的对比实验。出现使用同样的TiO2包覆ZnO对各因子的降解均为最优，其降解率分别为：87．6％，75．7％，96．9％和98．7％，从而最终确定了焦化废水中有毒污染物降解的最优催化剂为TiO2包覆ZnO。研究表明，使用光催化氧化技术，焦化废水中的有毒污染物CODcr、氨氮、氰化物和挥发酚在不同的降解条件下都能获得较高的降解率，在相同的条件下，就单个催化剂来说TiO2对焦化废水中有毒污染物的降解效果最好；就复合催化剂来说TiO2包覆ZnO的降解效果最优。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 插图清单
  • 附表清单
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 焦化废水的产生及污染现状
  • 1.1.2 焦化废水的国内外处理现状
  • 1.1.3 焦化废水中的有毒污染物
  • 1.2 光催化氧化机理
  • 1.2.1 光催化氧化机理
  • 1.2.2 光催化氧化的影响因素
  • 1.3 课题研究的内容及意义
  • 1.3.1 研究的主要内容
  • 1.3.2 课题研究的意义
  • 1.4 课题研究的预期目标和技术路线
  • 1.4.1 课题研究的预期目标
  • 1.4.2 课题研究的技术路线
  • 2催化剂的制备'>2 负载型纳米TiO2催化剂的制备
  • 2.1 实验所需仪器和药品
  • 2.1.1 实验所需主要仪器
  • 2.1.2 实验所需主要药品
  • 2.2 催化剂体系的确定
  • 2.2.1 醇盐的选择
  • 2.2.2 溶剂的选择
  • 2.2.3 水量的选择
  • 2.2.4 酸种类的选择
  • 2.2.5 抑制剂的选择
  • 2.2.6 基体的选择
  • 2.3 溶胶-凝胶法制备负载型纳米氧化钛
  • 2.3.1 溶胶-凝胶法制备氧化钛薄膜的工艺流程
  • 2.3.2 基体的处理
  • 2.3.3 溶胶的配制
  • 2.3.4 浸渍-提拉法制膜
  • 2.3.5 热处理成膜
  • 2薄膜表征结果'>2.4 负载型TiO2薄膜表征结果
  • 2.4.1 扫描电镜的测试分析
  • 2.4.2 X射线衍射仪的测试分析
  • 2.5 本章小结
  • 3 光催化氧化处理焦化废水中有毒污染物的试验
  • 3.1 试验方案的确定
  • 3.1.1 焦化废水的特征
  • 3.1.2 工艺条件的选择
  • 3.1.3 试验用仪器与药品
  • 3.1.4 检测方法
  • 3.2 光催化氧化处理焦化废水中有毒污染物的正交试验
  • 3.2.1 正交因素的确定
  • 3.2.2 正交试验
  • 3.3 光催化氧化法降解焦化废水中的CODcr的单因子影响因素的优化
  • 3.3.1 光照时间的优化
  • 3.3.2 催化剂的量（膜的层数）的优化
  • 2O2加入量的优化'>3.3.3 H2O2加入量的优化
  • 3.3.4 PH值的优化
  • 3.3.5 CODcr降解的最优条件的确定
  • 3.4 光催化氧化法降解焦化废水中的氨氮的单因子影响因素的优化
  • 3.4.1 PH值的优化
  • 2O2加入量的优化'>3.4.2 H2O2加入量的优化
  • 3.4.3 催化剂的量（膜的层数）的优化
  • 3.4.4 光照时间的优化
  • 3.4.5 氨氮降解的最优条件的确定
  • 3.5 光催化氧化法降解焦化废水中的氰化物的单因子影响因素的优化
  • 3.5.1 催化剂的量（膜的层数）的优化
  • 3.5.2 PH值的优化
  • 2O2加入量的优化'>3.5.3 H2O2加入量的优化
  • 3.5.4 光照时间的优化
  • 3.5.5 氰化物降解的最优条件的确定
  • 3.6 光催化氧化法降解焦化废水中的挥发酚的单因子影响因素的优化
  • 3.6.1 光照时间的优化
  • 2O2加入量的优化'>3.6.2 H2O2加入量的优化
  • 3.6.3 PH值的优化
  • 3.6.4 催化剂的量（膜的层数）的优化
  • 3.6.5 挥发酚降解的最优条件的确定
  • 3.7 光催化氧化法降解焦化废水中有毒污染物最优条件的确定
  • 3.7.1 光照时间的优化
  • 3.7.2 催化剂的量（膜的层数）的优化
  • 2O2加入量的优化'>3.7.3 H2O2加入量的优化
  • 3.7.4 PH值的优化
  • 3.7.5 光催化降解的最优条件的确定
  • 3.8 本章小结
  • 2及其与TiO2的复合催化剂对光催化氧化降解的试验'>4 ZnO、SiO2及其与TiO2的复合催化剂对光催化氧化降解的试验
  • 4.1 纳米ZnO陶瓷膜的制备
  • 2陶瓷膜的制备'>4.2 纳米SiO2陶瓷膜的制备
  • 2复合陶瓷膜的制备'>4.3 纳米ZnO与TiO2复合陶瓷膜的制备
  • 2与TiO2陶瓷膜的制备'>4.4 纳米SiO2与TiO2陶瓷膜的制备
  • 2及其与TiO2的复合催化剂的形貌表征'>4.5 ZnO、SiO2及其与TiO2的复合催化剂的形貌表征
  • 2及其与TiO2的复合催化剂对焦化废水中有毒污染物的降解'>4.6 ZnO、SiO2及其与TiO2的复合催化剂对焦化废水中有毒污染物的降解
  • 4.7 本章小结
  • 5 结论与讨论
  • 5.1 结论
  • 5.2 讨论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介及读研期间主要科研成果

    • 相关论文文献

    • [1].空心球形In_2O_3/ZrO_2-TiO_2纳米复合材料多模式光催化[J]. 化学通报 2017(10)
    • [2].光催化去除挥发性有机污染物的研究进展[J]. 现代盐化工 2017(05)
    • [3].聚马来酸的合成及其对棉织物光催化抗皱整理的影响[J]. 现代丝绸科学与技术 2015(06)
    • [4].光催化纸的研究进展[J]. 纸和造纸 2016(05)
    • [5].光催化解“毒”实验日记[J]. 课堂内外(科学Fans) 2020(06)
    • [6].钼酸铋基材料的可控制备与光催化性能研究进展[J]. 广州化工 2020(21)
    • [7].具有光催化空气净化功能的铝网研制[J]. 化工管理 2020(12)
    • [8].光催化混凝土物理力学性能研究[J]. 混凝土 2020(04)
    • [9].天然模板法多孔TiO_2遗态材料的制备及其光催化性能[J]. 河北科技师范学院学报 2020(01)
    • [10].吡咯并吡咯二酮类染料小分子在光催化制氢中的应用[J]. 中国科学:化学 2020(08)
    • [11].光催化功能棉织物的原位制备及性能研究[J]. 棉纺织技术 2020(09)
    • [12].负载型光催化膜特征及氟伐他汀降解性能分析[J]. 哈尔滨工业大学学报 2019(09)
    • [13].纳米TiO_2光催化混凝土研究进展[J]. 混凝土与水泥制品 2018(06)
    • [14].银反点阵列/TiO_2材料的制备及光催化性能研究[J]. 贵金属 2016(S1)
    • [15].磷酸银纳米结构的调控及其光催化性能研究[J]. 无机材料学报 2017(03)
    • [16].氧化铟掺杂的氧化镓光催化固氮性能研究[J]. 环境科学学报 2017(08)
    • [17].可见光催化需氧氧化在有机合成中的应用[J]. 影像科学与光化学 2017(05)
    • [18].室内光催化喷雾净化产品与相关净化标准比较[J]. 无线互联科技 2015(15)
    • [19].纳米TiO_2@酵母碳球对盐酸四环素的吸附-光催化协同效应及响应面优化[J]. 北京化工大学学报(自然科学版) 2020(02)
    • [20].一锅法水热制备Bi_3O_4Cl-BiOCl复合材料及可见光催化性能研究[J]. 能源研究与信息 2018(02)
    • [21].TiO_2光催化绿色建筑材料研究进展[J]. 新型建筑材料 2018(06)
    • [22].TiO_2光催化纺织品的研究现状[J]. 山东纺织经济 2018(09)
    • [23].用智慧舞动光能——光催化前沿论坛侧记[J]. 中国材料进展 2016(10)
    • [24].N掺杂TiO_2纳米材料可见光催化性能及其降解水中腐殖酸[J]. 环境工程 2017(01)
    • [25].Fe_3O_4/G-BiOCl纳米复合光催化剂的制备及光催化性能研究[J]. 化工新型材料 2017(02)
    • [26].半导体材料的能带调控及其光催化性能的研究[J]. 同行 2016(13)
    • [27].使用光催化设备能有效预防新型冠状病毒感染吗[J]. 现代物理知识 2020(04)
    • [28].2013·中国光催化论坛及产业大会在北京举行[J]. 影像技术 2013(05)
    • [29].水和废水纳米TiO_2光催化消毒国外研究进展[J]. 山东建筑大学学报 2012(01)
    • [30].卤氧化铋/纸浆纤维复合光催化纸的原位制备及甲醛去除效果研究[J]. 中国造纸 2020(03)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    光催化氧化技术对焦化废水中有毒污染物处理的试验研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5