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纳米级TiO2/γ-Al2O3催化臭氧处理水中酚的研究

2020-11-24阅读(595)

纳米级TiO2/γ-Al2O3催化臭氧处理水中酚的研究

论文摘要

本文在对国内外光催化氧化技术的研究现状与发展趋势充分研究分析的基础上，通过溶胶-凝胶法在γ-Al2O3上制备了牢固的锐钛矿型TiO2。该类催化剂具有来源易得、制备简单、使用方便和催化剂使用寿命长等优点，具有较好的市场应用前景。以苯酚为模拟污染物，对O3、O3／UV、O3／TiO2／γ-Al2O3和O3／TiO2／γ-Al2O3／UV四种体系在进气流量、温度、pH等影响因素下的苯酚降解过程进行研究。研究发现，促进臭氧传质可以大大提高整个过程的速率。在一定范围内，随着进气流量的增加、温度的降低都会促使苯酚的降解速率加快；溶液pH值也有着重要的影响，在pH值8-10范围内，苯酚的去除率最高。同时发现在O3体系中降解苯酚到草酸，反应几乎停止，而光催化臭氧化却可以使该反应继续进行，故本实验继续选取O3／TiO2／γ-Al2O3／UV对主要中间产物草酸进行催化臭氧化的研究。后期实验发现，O3／TiO2／γ-Al2O3／UV光催化臭氧化草酸反应遵循羟基自由基反应机理，但是产生羟基自由基链反应速率较慢，促进化学反应会提高整个过程的速率。在O3／TiO2／γ-Al2O3／UV体系中对几个影响因素研究发现，溶液pH值、催化剂投加量及温度的对草酸降解的影响较大，特别是溶液pH值，甚至决定草酸降解能否进行；当催化剂投加量为150g时，催化效果最佳；温度升高加快草酸降解速率。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 常见的难降解有机物的种类及危害
  • 1.2 难生物降解有机物的水处理技术现状
  • 1.2.1 生物法
  • 1.2.2 物化法
  • 1.2.3 化学氧化法
  • 1.3 臭氧及相关的高级氧化技术在水处理中的应用现状
  • 1.3.1 臭氧的物理化学性质
  • 1.3.2 臭氧及相关高级氧化技术在水处理中的应用现状
  • 1.4 本研究目的和意义
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 实验材料与仪器
  • 2.1.1 实验药剂
  • 2.1.2 实验仪器
  • 2.2 臭氧发生器产生臭氧量的测定
  • 2.2.1 测定臭氧的原理概要
  • 2.2.2 臭氧产量的测定方法
  • 2.2.3 臭氧产量的计算
  • 2/γ-Al2O3催化剂的制备及再生'>2.3 TiO2/γ-Al2O3催化剂的制备及再生
  • 2催化剂'>2.3.1 TiO2催化剂
  • 2/γ-Al2O3催化剂的制备'>2.3.2 TiO2/γ-Al2O3催化剂的制备
  • 2/γ-Al2O3催化剂的表征'>2.3.3 TiO2/γ-Al2O3催化剂的表征
  • 2/γ-Al2O3催化剂的再生'>2.3.4 TiO2/γ-Al2O3催化剂的再生
  • 2.4 实验装置流程及步骤
  • 2.4.1 实验装置流程
  • 2.4.2 苯酚实验步骤
  • 2.4.3 草酸实验步骤
  • 2.5 实验分析
  • 2.5.1 苯酚浓度的测定
  • 2.5.2 草酸浓度的测定
  • 2.5.3 溶液pH的测定
  • 2.5.4 液相臭氧浓度的测定
  • 3、O3/UV、O3/TiO2/γ-Al2O3、O3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解苯酚的研究'>第三章 O3、O3/UV、O3/TiO2/γ-Al2O3、O3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解苯酚的研究
  • 3.1 吹脱和吸附对苯酚去除的影响
  • 3.2 进气流量对四种氧化体系的影响
  • 3.3 苯酚初始浓度对四种氧化体系的影响
  • 3.4 PH值对四种氧化体系的影响
  • 3.5 温度对四种氧化体系的影响
  • 3/TiO2/γ-Al2O3和O3/TiO2/γ-Al2O3/UV体系的影响'>3.6 催化剂用量对O3/TiO2/γ-Al2O3和O3/TiO2/γ-Al2O3/UV体系的影响
  • 3.7 小结
  • 3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解草酸的研究'>第四章 O3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解草酸的研究
  • 3/UV、TiO2/γ-Al2O3/UV、O3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解草酸'>4.1 O3/UV、TiO2/γ-Al2O3/UV、O3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解草酸
  • 4.2 进气流量的影响
  • 4.3 草酸初始浓度的影响
  • 4.4 PH值的影响
  • 4.5 温度的影响
  • 4.6 催化剂用量的影响
  • 4.7 自由基猝灭剂的影响
  • 4.8 催化剂的活性实验
  • 3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解草酸的机理'>4.9 O3/TiO2/γ-Al2O3/UV降解草酸的机理
  • 4.10 小结
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历

    • 相关论文文献

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