Fe(Ⅲ)/过硫酸盐体系降解有机污染物及其机理研究

发布时间：2023-05-03 13:33

　　染料工业废水是水环境污染中持久性难降解有机污染物的主要来源之一,本文以罗丹明B染料模拟废水为研究对象,采用均相Fe(III)/PS体系和非均相Fe2(Mo O4)3/PS体系产生的硫酸根自由基对其进行降解。实验着重考察均相Fe(III)/PS体系的影响因素、无机阴离子的影响,并对其降解动力学和反应机理进行探讨;实验还探究非均相Fe2(Mo O4)3/PS体系的影响因素、催化剂的重复利用性及催化机理,并分析Rh B在硫酸根自由基作用下可能的降解途径;获得的主要结果和结论如下所示:(1)均相Fe(III)/PS体系中,Rh B降解率与Fe(III)和过硫酸盐投加量、反应初始p H值等因素相关。当Rh B初始浓度为25 mg/L、Fe(III)及过硫酸盐浓度均为1 mmol/L,初始p H值为3.0的条件下,反应30 min后Rh B降解率可达98.39%。通过建立降解动力学模拟发现,均相Fe(III)/PS体系降解Rh B符合一级反应动力学,动力学常数k与Fe(III)浓度和过硫酸盐浓度成正比,与Rh B初始浓度成反比。(2)无机阴离子对均相Fe(III)/PS体系的影响实验结果表明,添加...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 染料废水概述
        1.2.1 染料废水的特点
        1.2.2 染料废水处理技术的发展
    1.3 基于硫酸根自由基的高级氧化技术
        1.3.1 过硫酸盐活化方法及其在有机污染物处理中应用
        1.3.2 铁活化过硫酸盐及其应用
    1.4 研究目的、内容及创新点
        1.4.1 研究目的及内容
        1.4.2 创新点
        1.4.3 技术路线
第二章 实验材料及方法
    2.1 催化剂的制备及表征
        2.1.1 催化剂Fe₂(MoO₄)₃的制备
        2.1.2 催化剂Fe₂(MoO₄)₃的表征方法
    2.2 实验方法
        2.2.1 均相Fe(Ⅲ)/PS体系降解染料RhB
        2.2.2 非均相Fe₂(MoO₄)₃/PS体系降解染料RhB
    2.3 分析测试方法
        2.3.1 RhB浓度及降解率的测定
        2.3.2 总有机碳的测定
        2.3.3 UV-vis光谱分析
        2.3.4 Fe(Ⅲ)的测定
        2.3.5 RhB降解中间产物的测定
第三章 均相Fe(Ⅲ)/PS体系降解染料RhB
    3.1 不同铁盐种类对RhB降解效果的影响
    3.2 均相Fe(Ⅲ)/PS体系降解RhB单因素影响研究
        3.2.1 RhB初始浓度
        3.2.2 Fe(Ⅲ)浓度
        3.2.3 过硫酸盐浓度
        3.2.4 初始pH值
    3.3 无机阴离子对RhB降解效果的影响
        3.3.1 Cl-

        3.3.2 NO_3
-

        3.3.3 SO_4
2-

        3.3.4 H₂PO_4
-

    3.4 Fe(Ⅲ)浓度变化及循环利用
        3.4.1 Fe(Ⅲ)浓度变化
        3.4.2 循环利用实验
    3.5 Fe(Ⅲ)/PS体系产生硫酸根自由基对RhB脱色机理分析
        3.5.1 Fe(Ⅲ)/PS体系中自由基的鉴别
        3.5.2 Fe(Ⅲ)/PS体系降解RhB过程中的UV-vis光谱图及矿化分析
        3.5.3 Fe(Ⅲ)/PS体系降解RhB中间产物分析
    3.6 本章小结
第四章 Fe₂(MoO₄)₃活化过硫酸盐降解染料RhB
    4.1 催化剂Fe₂(MoO₄)₃的表征
        4.1.1 XRD
        4.1.2 SEM&EDS
        4.1.3 FTIR
        4.1.4 XPS
    4.2 非均相Fe₂(MoO₄)₃/PS体系降解染料RhB
        4.2.1 RhB初始浓度
        4.2.2 过硫酸盐浓度
        4.2.3 Fe₂(MoO₄)₃投加量
        4.2.4 初始pH
    4.3 催化剂Fe₂(MoO₄)₃的稳定性及重复利用性
    4.4 Fe₂(MoO₄)₃/PS体系产生硫酸根自由基对RhB脱色机理分析
        4.4.1 Fe₂(MoO₄)₃/PS体系中自由基的鉴别
        4.4.2 Fe₂(MoO₄)₃/PS体系降解RhB过程中的UV-vis光谱图及矿化分析
        4.4.3 Fe₂(MoO₄)₃/PS体系降解RhB中间产物分析
    4.5 本章小结
第五章 Fe(Ⅲ)/过硫酸盐体系产生硫酸根自由基机理
    5.1 Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐机理分析
    5.2 Fe₂(MoO₄)₃活化过硫酸盐机理分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间取得的成果
致谢



本文编号：3806797

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