硫化与弱磁场活化ZVI/H 2 O 2 和ZVI/K 2 S 2 O 8 去除水中磺胺甲恶唑研究
发布时间：2024-05-12 07:46
随着社会经济的发展,水中抗生素的频繁检出引起了人们对水环境安全问题的高度关注。磺胺甲恶唑(SMX)是在多种水域中检出率较高的典型磺胺类抗生素。近年来,高级氧化技术(AOPs)因其能快速降解各种有机污染物而在水处理领域得到广泛关注。价廉、无毒、环境友好型的Fe2+离子是最为常见的活化剂,但直接投加Fe2+会引入阴离子并消耗氧化剂和自由基。零价铁(ZVI)具有来源广泛和操作简单的特点,是替代Fe2+参与高级氧化反应的合理铁源。目前ZVI的低反应活性是其参与AOPs反应的一个重要障碍,因此如何提升ZVI的活性已成为基于ZVI高级氧化技术的研究热点。本研究以磺胺甲恶唑为目标污染物,从硫化改性ZVI和外加弱磁场(WMF)两个角度活化基于ZVI的AOPs去除水中SMX的效能,并研究其活化作用机制。利用间歇实验研究不同因素对上述两种方法活化ZVI高级氧化体系去除水中SMX的效能影响。再通过表征手段明晰零价铁活性提升的机制、化学猝灭实验与电子顺磁共振光谱(EPR)共同鉴别反应中产生的自由基种类以及质谱实验解析SMX的可能降解路径。考察硫...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略符号表
第1章 绪论
1.1 课题来源与背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景
1.2 水中磺胺甲恶唑的污染现状与处理研究进展
1.2.1 磺胺甲恶唑的检出情况
1.2.2 磺胺甲恶唑去除技术的研究现状
1.3 基于零价铁的高级氧化技术
1.3.1 ZVI在水中的主要反应机理
1.3.2 ZVI/H2O2 高级氧化技术
1.3.3 ZVI/K2S2O8 高级氧化技术
1.4 基于零价铁高级氧化技术存在的问题以及强化技术的提出
1.4.1 基于零价铁高级氧化技术存在的问题
1.4.2 强化零价铁除污染技术及其在基于零价铁高级氧化技术中的应用..
1.4.3 基于硫化零价铁的高级氧化技术
1.4.4 弱磁场强化基于零价铁高级氧化技术
1.5 课题的目的、意义和主要研究内容
1.5.1 研究的目的和意义
1.5.2 研究主要内容和技术路线图
第2章 实验材料和分析方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 硫化活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的实验过程
2.2.2 弱磁场活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的实验过程
2.2.3 动力学研究方法
2.3 分析方法
2.3.1 磺胺甲恶唑的分析方法
2.3.2 EPR测定自由基
2.3.3 降解产物的分析方法
2.3.4 比表面积分析
2.3.5 扫描电子显微镜(SEM)表征
2.3.6 拉曼光谱(Raman)分析
2.3.7 X射线电子能谱(XPS)分析
2.3.8 粒径分析
2.3.9 电化学分析
第3章 硫化活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的效能研究
3.1 引言
3.2 硫化零价铁的SEM表征
3.3 溶液初始pH值对S-ZVIbm活化H2O2、K2S2O8 降解SMX效能的影响
3.3.1 溶液初始pH值对S-ZVIbm/H2O2 降解SMX效能的影响
3.3.2 溶液初始pH值对S-ZVIbm/K2S2O8 降解SMX效能的影响
3.4 S-ZVIbm活化K2S2O8 降解SMX的影响因素研究
3.4.1 零价铁初始浓度的影响
3.4.2 K2S2O8 初始浓度的影响
3.4.3 SMX初始浓度的影响
3.4.4 不同背景阴离子的影响
3.4.5 硫化对空气老化零价铁活化K2S2O8 降解SMX效能的影响
3.5 本章小结
第4章 弱磁场活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的效能研究
4.1 引言
4.2 零价铁的SEM表征与BET比表面积测定
4.3 弱磁场对不同来源ZVI活化H2O2和K2S2O8 降解SMX效能的影响
4.3.1 弱磁场对不同来源ZVI活化H2O2 降解SMX效能的影响
4.3.2 弱磁场对不同来源ZVI活化K2S2O8 降解SMX效能的影响
4.4 弱磁场活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 体系降解SMX的影响因素研究
4.4.1 溶液初始pH值的影响
4.4.2 零价铁初始浓度的影响
4.4.3 氧化剂初始浓度的影响
4.4.4 SMX初始浓度的影响
4.4.5 不同背景阴离子的影响
4.5 弱磁场和硫化联合活化ZVI/K2S2O8 降解SMX
4.6 本章小结
第5章 硫化和弱磁场活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的机理研究
5.1 引言
5.2 硫化和弱磁场提升ZVI活性的机理研究
5.2.1 硫化处理提升ZVI活性的机理研究
5.2.2 弱磁场提升ZVI活性的机理研究
5.3 硫化和弱磁场对ZVI活化H2O2和K2S2O8 过程中自由基的影响
5.3.1 硫化对ZVI活化K2S2O8 过程中自由基的影响
5.3.2 弱磁场对ZVI活化H2O2和K2S2O8 过程中自由基的影响
5.4 SMX的降解路径分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文及专利
致谢
个人简历
本文编号：3971075
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【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
缩略符号表
第1章 绪论
1.1 课题来源与背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景
1.2 水中磺胺甲恶唑的污染现状与处理研究进展
1.2.1 磺胺甲恶唑的检出情况
1.2.2 磺胺甲恶唑去除技术的研究现状
1.3 基于零价铁的高级氧化技术
1.3.1 ZVI在水中的主要反应机理
1.3.2 ZVI/H2O2 高级氧化技术
1.3.3 ZVI/K2S2O8 高级氧化技术
1.4 基于零价铁高级氧化技术存在的问题以及强化技术的提出
1.4.1 基于零价铁高级氧化技术存在的问题
1.4.2 强化零价铁除污染技术及其在基于零价铁高级氧化技术中的应用..
1.4.3 基于硫化零价铁的高级氧化技术
1.4.4 弱磁场强化基于零价铁高级氧化技术
1.5 课题的目的、意义和主要研究内容
1.5.1 研究的目的和意义
1.5.2 研究主要内容和技术路线图
第2章 实验材料和分析方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 硫化活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的实验过程
2.2.2 弱磁场活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的实验过程
2.2.3 动力学研究方法
2.3 分析方法
2.3.1 磺胺甲恶唑的分析方法
2.3.2 EPR测定自由基
2.3.3 降解产物的分析方法
2.3.4 比表面积分析
2.3.5 扫描电子显微镜(SEM)表征
2.3.6 拉曼光谱(Raman)分析
2.3.7 X射线电子能谱(XPS)分析
2.3.8 粒径分析
2.3.9 电化学分析
第3章 硫化活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的效能研究
3.1 引言
3.2 硫化零价铁的SEM表征
3.3 溶液初始pH值对S-ZVIbm活化H2O2、K2S2O8 降解SMX效能的影响
3.3.1 溶液初始pH值对S-ZVIbm/H2O2 降解SMX效能的影响
3.3.2 溶液初始pH值对S-ZVIbm/K2S2O8 降解SMX效能的影响
3.4 S-ZVIbm活化K2S2O8 降解SMX的影响因素研究
3.4.1 零价铁初始浓度的影响
3.4.2 K2S2O8 初始浓度的影响
3.4.3 SMX初始浓度的影响
3.4.4 不同背景阴离子的影响
3.4.5 硫化对空气老化零价铁活化K2S2O8 降解SMX效能的影响
3.5 本章小结
第4章 弱磁场活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的效能研究
4.1 引言
4.2 零价铁的SEM表征与BET比表面积测定
4.3 弱磁场对不同来源ZVI活化H2O2和K2S2O8 降解SMX效能的影响
4.3.1 弱磁场对不同来源ZVI活化H2O2 降解SMX效能的影响
4.3.2 弱磁场对不同来源ZVI活化K2S2O8 降解SMX效能的影响
4.4 弱磁场活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 体系降解SMX的影响因素研究
4.4.1 溶液初始pH值的影响
4.4.2 零价铁初始浓度的影响
4.4.3 氧化剂初始浓度的影响
4.4.4 SMX初始浓度的影响
4.4.5 不同背景阴离子的影响
4.5 弱磁场和硫化联合活化ZVI/K2S2O8 降解SMX
4.6 本章小结
第5章 硫化和弱磁场活化ZVI/H2O2和ZVI/K2S2O8 降解SMX的机理研究
5.1 引言
5.2 硫化和弱磁场提升ZVI活性的机理研究
5.2.1 硫化处理提升ZVI活性的机理研究
5.2.2 弱磁场提升ZVI活性的机理研究
5.3 硫化和弱磁场对ZVI活化H2O2和K2S2O8 过程中自由基的影响
5.3.1 硫化对ZVI活化K2S2O8 过程中自由基的影响
5.3.2 弱磁场对ZVI活化H2O2和K2S2O8 过程中自由基的影响
5.4 SMX的降解路径分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文及专利
致谢
个人简历
本文编号：3971075
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