As（Ⅲ）和Sb（Ⅲ）的化学及光化学催化氧化机理研究

发布时间：2023-08-06 08:27

　　随着工农业生产的不断发展,重金属已不可避免地大量进入环境,并导致其环境污染问题日趋严重,其中砷和锑两种元素的污染问题在世界范围内广泛存在。据报道,As(Ⅲ)的毒性是As(Ⅴ)的六十多倍,而且絮凝、沉淀、吸附等常用方法能有效脱除As(Ⅴ),但对As(Ⅲ)的处理却收效甚微。因此,将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)既能提高除砷效果,又有利于降低含砷污染物的毒性。二氧化钛(TiO2)多相催化被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术,国内外关于纳米TiO2光催化氧化As(Ⅲ)的研究主要集中在其机理方面,而有关环境因子对其光催化氧化的影响研究较少,且不同水体的pH、所含有的有机质会存在差异。锑跟砷处于元素周期表中的同一主族,化学性质和地球生物化学特性与砷相似,Sb(Ⅲ)的毒性也是Sb(V)的十几倍。本文通过与As(Ⅲ)的光催化氧化机理进行比较,研究了Sb(Ⅲ)的纳米Ti02光催化氧化技术,并且发现抗氧化剂-没食子酸可以作为氧化剂氧化As(Ⅲ),通过EPR技术和自由基的淬灭反应对其氧化机理进行了阐释。主要研究结果如下： (1)研究了pH对纳米TiO2光催化氧化As(Ⅲ)的影响。发现随着pH升高,纳米Ti...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 砷的环境行为
        1.1.1 砷
        1.1.2 环境中砷的来源
        1.1.3 砷及其化合物的毒性和环境效应
        1.1.4 As(Ⅲ)的氧化方法
    1.2 锑的环境行为
        1.2.1 锑
        1.2.2 环境中锑的来源
        1.2.3 锑及其化合物的毒性和环境效应
        1.2.4 Sb(Ⅲ)的氧化方法
    1.3 TiO₂的光催化作用
        1.3.1 纳米TiO₂的光催化原理
        1.3.2 纳米TiO₂光催化反应的应用
    1.4 研究内容和技术路线
第二章 纳米TiO₂光催化氧化As(Ⅲ)的动力学研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料和仪器
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 砷的测定方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 纳米TiO₂光催化氧化As(Ⅲ)的反应条件优化
        2.3.2 初始pH对纳米TiO₂光催化氧化As(Ⅲ)的影响
        2.3.3 腐殖酸(HA)对纳米TiO₂光催化氧化As(Ⅲ)的影响
        2.3.4 水杨酸(SA)对纳米TiO₂光催化氧化As(Ⅲ)的影响
        2.3.5 柠檬酸(CA)对纳米TiO₂光催化氧化As(Ⅲ)的影响
        2.3.6 没食子酸(GA)对纳米TiO₂光催化氧化As(Ⅲ)的影响
    2.4 小结
第三章 没食子酸氧化As(Ⅲ)的动力学研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料和仪器
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 GA浓度对As(Ⅲ)氧化效率的影响
        3.3.2 pH对As(Ⅲ)氧化效率的影响
        3.3.3 溶解氧对氧化速率的影响
        3.3.4 自由基对氧化效率的影响
    3.4 小结
第四章 纳米TiO₂光催化氧化Sb(Ⅲ)的动力学研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验材料和仪器
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 锑的测定方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 pH对纳米TiO₂光催化氧化Sb(Ⅲ)的影响
        4.3.2 纳米TiO₂对锑的吸附研究
    4.4 小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 不足之处
    5.4 研究展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3839400