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近几年的环境状况公报显示,我国绝大部分地表水体的水质不能满足水体功能要求,且有明显恶化的趋势。特别是对水中难降解的内分泌干扰物和抗生素的去除,已成为水处理和环境建设亟待解决的问题。高铁酸盐是一种集氧化、絮凝、杀菌、除臭于一体的新型高效多功能绿色水处理剂。它即可用作水处理絮凝剂和氧化剂,也可作为正极活性物质,因此具有良好的发展前景。本文针对目前高铁酸钾制备及应用方面存在的问题,开发了化学氧化法制备高铁酸钾的清洁生产工艺;研究了高铁酸钾氧化去除水中的内分泌干扰素和盐酸四环素的反应动力学和反应机理。
本文以次氯酸盐氧化法为基础,建立了以次氯酸钠、氢氧化钾和硝酸铁为原料高效制备高铁酸钾的新工艺。探讨了次氯酸钠浓度、反应温度、反应时间、抽滤温度等因素对高铁酸钾制备工艺的影响。确定了优化工艺条件为:氧化反应温度确定在5℃以下进行。在该温度下,反应时间约为1小时。与传统湿法相比,该方法绕过了生产Cl2和KC10的反应过程,避免了生产过程中原料的浪费,简化了制备对身体有害的氯气的步骤,节省了反应时间,降低了生产成本,提高了经济性,是具有工业化前景的清洁制备工艺。选用五种典型的内分泌干扰物和一种抗生素分别是双酚A(BPA),乙炔雌二醇(EE2),雌激素酮(E1),雌二醇(E2),雌三醇(E3)以及盐酸四环素(TC)。并在此基础上建立了新的反应动力学模型,得出了内分泌干扰物的反应速率。根据动力学的研究结果发现HFeO—4比FeO2—4的反应性更强。对反应的降解作用快速有效。有进一步推广的价值。本文同时对高铁酸钾去除双酚A的反应机理通过液相色谱/质谱(LC/MS)和气相色谱/质谱(GC/MS)进行了探讨。