脉冲放电协同TiO2/沸石催化降解苯酚模拟废水的实验研究

论文摘要

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。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,对胶疑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%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 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 含酚废水处理研究现状
• 2.1 含酚废水的来源及危害
• 2.1.1 含酚废水主要来源
• 2.1.2 含酚废水的主要危害
• 2.2 含酚废水的治理方法及研究进展
• 2.2.1 含酚废水的化学处理
• 2.2.2 含酚废水的生化处理
• 2.2.3 含酚废水的物化处理
• 2.2.4 常用方法的对比
• 2.2.5 高级氧化技术
• 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
• 2/沸石光催化剂的制备及表征'>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
• 4.3.1 主要仪器和试剂
• 4.3.2 沸石的预处理
• 4.3.3 负载二氧化钛的制备
• 4.3.4 光催化剂结构的表征
• 4.4 结果与分析
• 4.4.1 样品的结构表征
• 4.4.2 焙烧温度的影响
• 4.4.3 无水乙醇与钛酸四丁酯体积比的影响
• 4.4.4 冰醋酸用量的影响
• 4.4.5 加水量的影响
• 4.5 小结
• 第五章 脉冲放电等离子体降解苯酚的实验研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验装置
• 5.2.1 高压脉冲电源
• 5.2.2 实验中其它仪器及试剂
• 5.3 苯酚的测定方法
• 5.3.1 苯酚浓度测定方法
• 5.3.2 苯酚水样处理与测定
• 5.3.3 标准液的配制
• 5.4 实验结果及其分析讨论
• 5.4.1 单针-板放电反应器条件下对苯酚模拟废水降解的研究
• 5.4.2 多针条件下对苯酚模拟废水降解的研究
• 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