非均相Fenton试剂处理内分泌干扰物双酚A的研究

发布时间：2017-11-04 07:44

  本文关键词：非均相Fenton试剂处理内分泌干扰物双酚A的研究

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【摘要】：内分泌干扰物,也称为环境激素,是一种外源性干扰内分泌系统的化学物质。双酚A(BPA)作为一种典型的内分泌干扰物,因其应用广泛、难降解、环境毒性大等特点,成为近年来重点研究的对象。有研究表明,高级氧化技术能够有效去除内分泌干扰物,Fenton高级氧化技术利用H_2O_2在Fe2+催化作用下产生·OH,是水处理中比较常见的高级氧化法。但传统Fenton氧化技术存在H_2O_2利用率不高,应用pH值范围小(≤3),易形成铁泥等不足之处。非均相Fenton氧化技术是对传统Fenton氧化技术的一种改进,将铁负载于载体上制成固体催化剂来进行催化氧化反应,与传统的均相Fenton反应相比具有催化剂易分离,易回收,能循环利用,反应条件更温和,Fe2+持续释放维持反应速率稳定等优点,既节约运行成本,又防止大量铁污泥的产生。本实验研究以BPA为目标污染物,提出运用非均相Fenton催化氧化工艺进行处理。通过超声波浸渍-还原法自制颗粒活性炭负载铁及其氧化物的混合催化剂,对水中的双酚A实现了较好的处理效果。主要研究结论如下:(1)通过超声波浸渍-还原法和常规浸渍-还原法制备活性碳载铁及铁氧化合物催化剂,采用电镜扫描、能谱分析、XRD分析及比表面积分析仪对催化剂进行相关表征,对两种制备工艺制备的催化剂的结构、形态进行对比分析。电镜扫描(SEX)和能谱分析(EDX)结果表明:常规浸渍-还原法制备的催化剂表面粗糙,颗粒大小参差不齐,超声波浸渍-还原法制备的催化剂表面光滑且多空隙,颗粒大小更均匀,活性组分含量高且在载体表面负载均匀;XRD分析结果表明:两种催化剂在2θ=36°,44.9°和56.8°时分别出现了较强的衍射峰,超声波浸渍法制备的催化剂的峰值较高,这些峰值分别代表三氧化二铁、铁和四氧化三铁的特征衍射峰,这表明,在滴加硼氢化钠进行还原的过程中,催化剂还原并不彻底,从而形成了三种成分的混合铁系催化剂;比表面积分析仪结果表明:颗粒活性炭负载活性组分Fe后,其总孔容、平均孔径和比表面积都有一定程度的减小,常规浸渍法制备的催化剂减小幅度更大。(2)两种制备工艺制备的催化剂同时对BPA进行降解实验,分析两种催化剂催化降解BPA的实验效果。结果表明,在同样的反应条件下,超声波浸渍-还原法制备的催化剂稳定性更佳,对BPA的降解效果更好;(3)考察AC,Fe/AC,AC+H_2O_2,Fe/AC+H_2O_2四种反应体系对BPA的处理效果。结果表明,在同样的反应条件下,Fe/AC+H_2O_2对BPA的处理效果更好。(4)考察了超声波浸渍-还原法制备催化剂催化过氧化氢降解BPA模拟废水的影响因素(pH值、催化剂用量、温度、H_2O_2浓度),最终以BPA去除率为目标确定了最佳工艺条件范围,即pH值为4~5,催化剂用量为4g/L,H_2O_2浓度为0.05mol/L,温度30~40℃,在此条件下反应60min,BPA的去除率达到90%以上。(5)对反应动力学性质进行了研究,确定了相关动力学参数。结果表明,Langmuir吸附动力学模型适用于本论文研究所制备的Fe/AC催化剂,去除BPA的过程包括吸附和降解。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703

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