介质阻挡放电低温等离子体降解水中噻虫嗪的实验研究
发布时间：2024-12-19 02:53
随着农业的快速发展和人们对粮食、蔬菜需求量的日益增加,农药的使用范围也在逐年扩大,农药废水的污染已成为不可忽视的环境问题。噻虫嗪是一种高效、持效期长的新烟碱类广谱杀虫剂,因其活性高、作用速度快等特点得到广泛的使用。当前农药正向着抗光解、抗水解及抗氧化等趋势发展,给传统的废水处理技术带来了极大的挑战。近年来,以产生·OH为主的高级氧化技术在水处理领域内引起学者们的高度关注。 本课题针对高级氧化技术处理农药废水的发展趋势以及农药废水具有CODcr浓度高、污染物成分复杂、毒性大、难生物降解等特点,以目前使用较为广泛的新烟碱类农药噻虫嗪为处理目标,采用介质阻挡放电低温等离子体技术开展对水中噻虫嗪的实验研究,本实验装置为中心进水、周边出水结构的反应器,并通过在反应器中引入负载TiO2薄膜的蜂窝陶瓷优化实验装置。 本实验采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜,其性能通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射技术(XRD)进行表征；分别探究了放电电压、起始浓度、起始电导率、溶液pH和正丁醇对水中噻虫嗪农药降解效率的影响,为进一步提高介质阻挡放电对噻虫嗪的降解效率,向溶液中分别加入催化剂(Fe2+和Cu2+)...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 农药的使用现状
1.2.1 农药的主要类型
1.2.2 国内外农药的使用现状
1.2.3 农药的危害
1.2.4 农药残留与环境污染问题
1.3 农药废水的处理现状
1.3.1 物理法
1.3.2 化学法
1.3.3 生物法
1.3.4 高级氧化技术
1.4 低温等离子体
1.4.1 低温等离子体定义及特征
1.4.2 低温等离子体的实验室产生方法
1.5 介质阻挡放电低温等离子体降解有机废水的理论基础
1.5.1 高能电子
1.5.2 活性自由基的形成
1.5.3 等离子体中臭氧的产生过程
1.5.4 紫外光的降解作用
1.6 二氧化钛光催化剂的发展及其晶体结构
1.6.1 二氧化钛光催剂的发展简介
1.6.2 晶型结构和稳定性
1.7 二氧化钛的光学特性及其应用前景
1.7.1 光催化特性
1.7.2 光致亲水性
1.7.3 二氧化钛薄膜制备方法
1.8 课题研究的主要内容
1.9 课题的创新点
第二章 溶胶-凝胶法制备二氧化钛薄膜的研究
2.1 引言
2.2 实验试剂与仪器
2.3 实验步骤
2.4 实验结果与讨论
2.4.1 使用前后TiO2薄膜的XRD图
2.4.2 TiO2薄膜的SEM图
2.4.3 TiO2薄膜在等离子体改性前后的接触角变化
2.5 本章小结
第三章 介质阻挡放电降解水中噻虫嗪农药的实验研究
3.1 引言
3.2 实验试剂、仪器及实验装置
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 实验装置
3.3 分析方法
3.4 实验结果与讨论
3.4.1 噻虫嗪的紫外-可见吸收光谱图
3.4.2 负载TiO2薄膜的蜂窝陶瓷对水中噻虫嗪的吸附作用
3.4.3 放电电压对水中噻虫嗪降解效率的影响
3.4.4 起始浓度对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.5 电导率及不同离子对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.6 pH对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.7 Fe2+和Cu2+对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.8 粉末状TiO2与负载型TiO2催化性能的对比
3.4.9 正丁醇对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.10 介质阻挡放电降解水中噻虫嗪农药多因素正交试验研究
3.4.11 优化条件下水中噻虫嗪的降解效率
3.5 本章小结
第四章 动力学分析
4.1 引言
4.2 不同放电电压下噻虫嗪溶液降解动力学曲线
4.3 不同初始浓度下噻虫嗪溶液降解动力学曲线
4.4 不同pH值下噻虫嗪溶液降解动力学曲线
4.5 水中噻虫嗪的等离子体降解动力学曲线拟合
4.6 本章小结
第五章 介质阻挡放电降解过程中一些指标的测定
5.1 引言
5.2 实验试剂及仪器
5.3 分析方法
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 降解过程中CODcr的变化
5.4.2 降解过程中pH和电导率的变化
5.4.3 降解过程中TOC的变化
5.5 本章小结
第六章 反应体系中活性物质的测定
6.1 引言
6.2 实验试剂
6.3 分析方法
6.4 实验结果与讨论
6.4.1 反应体系中溶解性O3和H2O2的测定及比较
6.4.2 反应体系中H2O2和·OH的测定及比较
6.4.3 臭氧、负载型TiO2紫外光催化作用、紫外光对噻虫嗪降解作用的对比
6.5 本章小结
第七章 水中噻虫嗪农药降解过程及降解机理研究
7.1 引言
7.2 实验材料与仪器
7.3 水中噻虫嗪农药降解中间产物的分析鉴定
7.4 水中噻虫嗪农药降解机理和途径探索
7.5 本章小结
第八章 结论和展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
附录
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：4017539
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 农药的使用现状
1.2.1 农药的主要类型
1.2.2 国内外农药的使用现状
1.2.3 农药的危害
1.2.4 农药残留与环境污染问题
1.3 农药废水的处理现状
1.3.1 物理法
1.3.2 化学法
1.3.3 生物法
1.3.4 高级氧化技术
1.4 低温等离子体
1.4.1 低温等离子体定义及特征
1.4.2 低温等离子体的实验室产生方法
1.5 介质阻挡放电低温等离子体降解有机废水的理论基础
1.5.1 高能电子
1.5.2 活性自由基的形成
1.5.3 等离子体中臭氧的产生过程
1.5.4 紫外光的降解作用
1.6 二氧化钛光催化剂的发展及其晶体结构
1.6.1 二氧化钛光催剂的发展简介
1.6.2 晶型结构和稳定性
1.7 二氧化钛的光学特性及其应用前景
1.7.1 光催化特性
1.7.2 光致亲水性
1.7.3 二氧化钛薄膜制备方法
1.8 课题研究的主要内容
1.9 课题的创新点
第二章 溶胶-凝胶法制备二氧化钛薄膜的研究
2.1 引言
2.2 实验试剂与仪器
2.3 实验步骤
2.4 实验结果与讨论
2.4.1 使用前后TiO2薄膜的XRD图
2.4.2 TiO2薄膜的SEM图
2.4.3 TiO2薄膜在等离子体改性前后的接触角变化
2.5 本章小结
第三章 介质阻挡放电降解水中噻虫嗪农药的实验研究
3.1 引言
3.2 实验试剂、仪器及实验装置
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 实验装置
3.3 分析方法
3.4 实验结果与讨论
3.4.1 噻虫嗪的紫外-可见吸收光谱图
3.4.2 负载TiO2薄膜的蜂窝陶瓷对水中噻虫嗪的吸附作用
3.4.3 放电电压对水中噻虫嗪降解效率的影响
3.4.4 起始浓度对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.5 电导率及不同离子对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.6 pH对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.7 Fe2+和Cu2+对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.8 粉末状TiO2与负载型TiO2催化性能的对比
3.4.9 正丁醇对水中噻虫嗪农药降解效率的影响
3.4.10 介质阻挡放电降解水中噻虫嗪农药多因素正交试验研究
3.4.11 优化条件下水中噻虫嗪的降解效率
3.5 本章小结
第四章 动力学分析
4.1 引言
4.2 不同放电电压下噻虫嗪溶液降解动力学曲线
4.3 不同初始浓度下噻虫嗪溶液降解动力学曲线
4.4 不同pH值下噻虫嗪溶液降解动力学曲线
4.5 水中噻虫嗪的等离子体降解动力学曲线拟合
4.6 本章小结
第五章 介质阻挡放电降解过程中一些指标的测定
5.1 引言
5.2 实验试剂及仪器
5.3 分析方法
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 降解过程中CODcr的变化
5.4.2 降解过程中pH和电导率的变化
5.4.3 降解过程中TOC的变化
5.5 本章小结
第六章 反应体系中活性物质的测定
6.1 引言
6.2 实验试剂
6.3 分析方法
6.4 实验结果与讨论
6.4.1 反应体系中溶解性O3和H2O2的测定及比较
6.4.2 反应体系中H2O2和·OH的测定及比较
6.4.3 臭氧、负载型TiO2紫外光催化作用、紫外光对噻虫嗪降解作用的对比
6.5 本章小结
第七章 水中噻虫嗪农药降解过程及降解机理研究
7.1 引言
7.2 实验材料与仪器
7.3 水中噻虫嗪农药降解中间产物的分析鉴定
7.4 水中噻虫嗪农药降解机理和途径探索
7.5 本章小结
第八章 结论和展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
附录
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：4017539
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