吸附光催化处理渗滤液中Crotamiton的研究

发布时间：2018-11-14 11:47

【摘要】：随着分析检测技术的不断发展,药品和个人护理用品(PPCPs)因被大量广泛应用于畜牧业和人们的日常生活而不断在环境中检出。作为一类新兴环境微量有机污染物,尽管PPCPs在环境中的浓度仅为纳克每升至微克每升量级,但仍存在潜在的对于人类及环境生态的负面影响。Crotamiton是一种用于治疗疥疮及皮肤瘙痒的外用药物,已经在地表水、地下水及垃圾渗滤液中监测发现,但传统污水处理工艺难以有效将其去除。本论文探讨了一种新型的二氧化钛和高硅Y型沸石HSZ-385的复合材料对纯水和模拟垃圾渗滤液中Crotamiton的吸附光催化去除性能,对比HSZ-385对Crotamiton的吸附能力及二氧化钛对Crotamiton的紫外光催化降解性能,分析了该复合材料去除Crotamiton的机理。首先,本论文对比了相同用量条件下高硅Y型沸石HSZ-385、粉末活性炭和二氧化钛-沸石复合材料对纯水和模拟渗滤液中Crotamiton的吸附去除效果。结果发现,高硅Y型沸石HSZ-385在纯水和模拟渗滤液中都能表现出对Crotamiton快速高效的吸附效果,而且其吸附效果不受溶液p H变化的影响。对比HSZ-385和常用吸附剂粉末活性炭的吸附效果发现,两者平衡吸附量相近,而HSZ-385对于Crotamiton的吸附速度比粉末活性炭快;另外,高硅Y型沸石HSZ-385对模拟晚期渗滤液中Crotamiton的吸附效果明显优于粉末活性炭。二氧化钛-沸石复合材料中含有1:1的二氧化钛和HSZ-385,同等条件下,复合材料也表现出对Crotamiton快速高效的吸附效果,这说明复合材料中二氧化钛的添加并未明显影响其吸附效果。对Crotamiton吸附过程的拟二级动力学方程拟合结果进一步证实了上述结论。分别用Langmuir和Freundlich等温模型对吸附Crotamiton的过程进行等温线拟合,发现三种吸附剂吸附Crotamiton的过程均能很好的用Langmuir方程进行拟合,说明吸附Crotamiton的过程更符合单层吸附。其次,本论文研究了二氧化钛P-25、合成二氧化钛和二氧化钛-沸石复合材料对纯水和模拟渗滤液中Crotamiton的紫外光催化降解性能。P-25是一种广泛使用的二氧化钛光催化剂,复合材料中含有的二氧化钛与合成二氧化钛的合成方法一样。结果发现,在紫外光照射强度为1000μW/cm2的条件下,复合材料表现出对纯水中Crotamiton优异的去除效果,去除率在90%以上,P-25次之,合成二氧化钛光催化降解Crotamiton的效果并不理想。当三种催化剂被应用到模拟渗滤液中Crotamiton的光催化降解时,溶液组分相对复杂,存在多种共存物质,二氧化钛-沸石复合材料仍能表现出对Crotamiton高效快速的去除效果,几乎未受溶液性质变化的影响;而此时P-25和合成二氧化钛的催化能力均显著降低。模拟渗滤液存在大量有机物和其他无机离子,这些共存物质可能对二氧化钛光催化存在抑制作用。另外,模拟晚期渗滤液中添加的腐殖酸显著降低了溶液的透光性,这可能是限制模拟晚期渗滤液中Crotamiton光催化降解的一个重要的影响因素。通过对比光催化过程各介质中Crotamiton含量的变化,分析了复合材料中两种组分各自去除Crotamiton的能力,结果显示复合材料180min内去除Crotamiton的量70.62%来自吸附作用,光催化作用降解Crotamiton的降解率略高于合成二氧化钛光催化降解Crotamiton的降解率。
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【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

【参考文献】