几种有机难降解污染物的光催化氧化技术研究

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光催化氧化技术作为一种高级氧化技术,近年来在有机污染物处理中得到广泛的关注。本文就高浓度染料废水,难降解2,4—二氯苯酚模拟废水以及实际印钞废水为处理对象,采用TiO2悬浮法进行处理,就催化剂投加量、催化剂晶型、电子受体、起始pH值、反应时间等因素对光催化氧化降解的影响进行探讨。 实验采用自制的光催化反应器进行实验。研究表明,TiO2悬浮体系光催化氧化脱色效率与反应体系中TiO2的投加量、印染废水浓度、光照、电子受体等诸多因素有关;在处理高浓度酸性蓝染料水溶液中,H2O2/UV/TiO2、UV/TiO2、UV/H2O2三种体系,H2O2/UV/TiO2处理AB有较高的处理效率。而单纯提高TiO2的投加量,由于羟基自由基的产生量很少,并没有显著地提高催化效果。投加H2O2少许便可以提高脱色率70%以上。随着起始浓度的降低,脱色率随之增加。并做了简单的机理探讨,研究表明,染色助剂对催化剂分散性,羟基自由基形成等影响是体系脱色率不高的主要因素。 在处理实际印钞废水中,催化剂的活性特征、用量、以及H2O2、Fe2+、Fenton试剂、酸碱性等都对降解有一定的影响,在处理实际印钞废水中,研究了UV/H2O2、H2O2/Fe2+、UV/H2O2/Fe2+/H+、UV/H2O2/Fe2+/Fe3+四种体系。结果表明,UV/H2O2/Fe2+/H+处理印钞废水有更高的处理效率。单纯的光催化氧化,或Fenton试剂法均不及两者结合处理效果好。光催化—Fenton试剂法处理印钞废水CODcr去除率达到50%以上,色度处理效果达到75%以上。 在处理2,4—二氯苯酚的实验中,首先建立起用紫外分光光度法测定2,4—二氯苯酚的方法。并确定了其可操作性和准确性,确定其可用来对2,4—二氯苯酚进行定量分析;其次UV/TiO2系统降解2,4—二氯苯酚中,分析了降解速率与H2O2加入量,2,4—二氯苯酚的初始浓度、溶液pH值等的影响因素的关系。实验表明:2,4—二氯苯酚初始浓度对光催化氧化的影响可又Langmuir-Hinshelwood方程表示,其光催化反应可用零级动力学来描述。增加H2O2加入量可以提高2,4—二氯苯酚降解速率,但当HZO:浓度达到一定程度时2,4一二氯苯酚降解速率的变化已经不是很明显。2,4一二氯苯酚初始浓度越高,UV/HZO:降解越慢。酸性条件下,苯酚降解效果最好。碱性条件下,不利于2,4一二氯苯酚的降解。 光催化反应器的研究将是光催化氧化的一个热点,本文就现阶段的光催化反应器研究做了一定的分析。并自己研制出一个实验用的光催化反应器。
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