含铁盐异相光-Fenton降解水中微量2-氯酚化合物的研究

发布时间：2020-03-25 04:47

【摘要】：新疆的煤炭资源极为丰富,预计资源总量全国第一。因此,发展以原料密集型为主的煤化工产业对于新疆民生建设、经济发展甚至维护国家西北安全均具有重大的现实意义和战略意义。中央新疆工作座谈会后,依托政策优势和资源优势,一些大型涉煤工程项目在短期得到了快速发展。但随之而来的则是对当地脆弱的生态环境、枯竭的水资源的冲击。煤化工行业中产生的废水含有酚、硫化物、氰化物、氨氮等多种有害物质,其中以氯酚类(2-CPs)物质含量最高。氯酚废水有难降解、污染性强、毒性大等特性,如何高效地处理氯酚废水是环境污染防治领域亟待解决的问题。本文采用溶胶-凝胶法,制备出BiFeO_3、ZnFe_2O_4、FeTiO_3三种异相含铁盐,采用SEM、FT-IR、XRD、UV-Vis等手段对其结构、形貌进行表征。通过光照条件下催化降解2-CP溶液,得出制备的三种物质具有一定的光催化性质,并对其性能进行对比。研究了催化剂的催化性能,探究了不同催化剂用量、pH值、双氧水用量等参数对三种含铁盐的Fenton-like效应在高压汞灯照射下的影响,并且得到了BiFeO_3最佳条件为:100 mL 40 mg/L 2-CP溶液,0.5 g/L催化剂,pH=7,0.05 mol/L H_2O_2时,光照下80min后2-CP降解率达100%,其催化效率最高。ZnFe_2O_4最佳条件为:100 mL 40 mg/L 2-CP溶液,0.5 g/L催化剂,pH=7,0.05 mol/L H_2O_2时,光照下120min后2-CP降解率为48.48%,其催化效率最低。FeTiO_3最佳条件为:100 mL 40 mg/L 2-CP溶液,0.4 g/L催化剂,pH=7,0.07 mol/L H_2O_2时,光照下120 min后2-CP降解率为67.84%,其催化效率较高的结论。本文对三种异相含铁盐在不同pH条件下降解2-CP过程表观动力学进行了研究,建立了不同初始浓度下三种物质降解2-CP的动力学模型,并由曲线拟合解得相应的参数,得出动力学模型。得出:BiFeO_3在酸性和中性条件下,2-CP的降解符合拟一级动力学模型,且pH值越低,动力学常数k_(obs)越大,反应速率越快,模型曲线吻合度较高。而ZnFe_2O_4和FeTiO_3 2-CP的降解基本符合拟一级动力学模型,且pH值越低,动力学常数k_(obs)越大,反应速率越快,模型曲线吻合度较低。
【图文】：

光催化氧化反应,机理

图 1-1 光催化氧化反应机理Fig.1.1 The mechanism of semiconductor photocatalysis化反应研究进展剂氧化反应技术最早出现在 19 世纪 60 年代末期，是当时理技术，光照催化剂在光照条件下产生。可以将水体中全终产生 CO2和 H2O。该反应类型具有反应条件门槛低、不势和特点，当前已经受到行业内各界广泛的认可和关注，Fujishima[38]在《自然》杂志中发表文章指出，称 TiO2单晶反应为氨类物质及氧气。在此之后，研究人员逐步将光照领域中。Ollis 等人[39]对氯代芳香烃物质、杀虫剂及除草剂在 TiO2光照催化条件下的降解成果进行针对性分析。此外2光催化分离膜，集光催化与膜分离技术为一体，在发挥膜污染物的有效降解，能够提高分离膜的抗污染性能和水处了巨大的优势。2018 年邹胜男[41]用石墨烯光催化技术对黑

钙钛矿结构

含铁盐异相光-Fenton 降解水中微量 2-氯酚化合物的研究和尖晶石型含铁盐含铁盐物质属于 Fe(III)氧化物，是典型的复合氧化物之一，人们就对其开展了相关研究。由于复合氧化物的种类繁用在染料、催化剂材料等产品中[55,56]及隐身涂层材料中，催化性能，带状宽度缝隙值较小，仅有约 2.0 eV，可以更盐可作为半导体光催剂，在光激发下对废水中的有机物进行含铁盐的结构构光催化剂是目前研究的一个热点，它是金属和氧混合组通写为 ABO3，其中 A 为二价金属离子，B离子为四价。钙从图 1-2 中可以看出 A 离子占有立方面心的角顶位置，O2置。因此，钙钛矿结构可看成由 O2-和半径较大的 A 离子共子充填于 1/4的八面体空隙之中，，图中 B 离子位于立方体的，A离子的配位数为 12。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O643.32;X784

【参考文献】