光催化加压反应器的设计及其光催化降解有机物的研究

文件说明：光催化加压反应器的设计及其光催化降解有机物的研究
摘要
近年来，难降解有机污染物已成为研究热点，而Ti02光催化技术可将难降解有机污染物完全矿化受到广泛关注，被认为是一种“绿色氧化技术”。为拓展有效的工业应用途径，本文首次根据光催化反应理论，考虑气、固、液相传质，设计了三相加压光催化反应器，研究了氧气在光催化反应中的作用。在有效容积为6 L反应器中，以Ti02化学纯(CP)为光催化剂，紫外灯为光源，多种难降解有机物为目标污染物，光照面积与反应区溶液体积比为2 m-1，管路流量为3 L min～，研究加压光催化反应器的降解效果。结果表明，加压溶氧有助于有机物的降解，加压充N2则影响不大，说明增加活度不是主要原因，加压使溶液中溶解氧增加才导致有机物有效降解。
为探明加压溶氧对降解有机物的反应动力学及作用机理，以活性艳红X．3B为目标物，250 W紫外光照下，P25最佳用量为O．5 g L～，溶液pH值为6．O，活性艳红X．3B初始浓度为100 mg L。1进行了光催化实验，光照100 min后染料脱色率可达99％以上；采用气相色谱／质谱联用(GC／MS)技术和离子色谱(IC)测定降解过程中间物及最终产物，推断获得降解活性艳红X．3B的可能途径：溶氧时，水或氧浙江丁业人学硕Ij学位论文分子捕获光激发产生的导带上的电子，形成氧化性自由基，导致活性艳红X．3B发生脱羧、水解、氧化等一系列反应，分子结构中的C．N键、C．S键断开，最终生成乙酸等小分子酸或完全矿化。溶氮时，活性艳红X．3B不能被完全降解和矿化，最终生成对苯醌。加压溶氧能加快光降解反应速度，不改变降解反应途径。
关键词：加压光催化反应器，难降解有机物，Ti02光催化，活性艳红X．3B，降解机理
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2017-4-24 15:21 上传

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1. 目 录
   
2. 第一章绪论…………………………………………………………………………．3
   
3. 1．1 Ti02光催化概述………………………………………………………………．3
   
4. 1．1．1 Ti02光催化技术原理……………………………………………………．．3
   
5. 1．1．2 Ti02光催化在水处理中的应用及缺陷…………………………………．．5
   
6. 1．2光催化反应器…………………………………………………………………6
   
7. 1．2．1光催化反应器类型………………………………………………………．7
   
8. 1．2．2光催化反应器的影响因素………………………………………………15
   
9. 1．3加压光催化反应器…………………………………………………………．．1 6
   
10. 1．3．1氧气在光催化反应中的作用……………………………………………16
    
11. 1．3．2研究现状…………………………………………………………………l 8
    
12. 1．4本研究的内容、目的和意义………………………………………………．．18
    
13. 1．5本研究的创新点……………………………………………………………一19
    
14. 第二章实验方法……………………………………………………………………20
    
15. 2．1实验材料和设备……………………………………………………………．．20
    
16. 2．1．1实验试剂…………………………………………………………………20
    
17. 2．1．2实验材料与设备…………………………………………………………20
    
18. 2．2实验装置……………………………………………………………………一20
    
19. 2．3试验方法……………………………………………………………………．．2l
    
20. 2．3．1光催化降解有机物的方法………………………………………………21
    
21. 2．3．2光催化降解活性染料的方法……………………………………………21
    
22. 2．4测定方法……………………………………………………………………．．2l
    
23. 第三章光催化加压反应器的设计与试验…………………………………………23
    
24. 3．1反应器的设计及运行调试…………………………………………………．．23
    
25. 3．1．1反应器的设计……………………………………………………………24
    
26. 3．1．2反应器的运行和调试……………………………………………………27
    
27. 3．1．3小结………………………………………………………………………30
    
28. 3．2加压反应器对各类有机物降解效果试验…………………………………．．3 l
    
29. 3．2．1加压溶氧对难降解有机物降解率的影响………………………………3l
    
30. 浙江T业人学硕：f：学位论文
    
31. 3．2．2不同气体对活性艳蓝X—BR脱色率的影响……………………………34
    
32. 3．2．3加压溶氧与常压条件下活性艳蓝x．BR的CoDcr降解率…………．．36
    
33. 3．2．4加压溶氧与常压条件下活性艳蓝X—BR的TOC降解率……………一37
    
34. 3．2．5小结……………………………………………………………………………………………．．37
    
35. 第四章加压溶氧光催化降解活性艳红X-3B试验研究…………………………38
    
36. 4．1加压或常压单独UV灯照射及单独Ti02对活性艳红脱色率的影响……．38
    
37. 4．2不同压力下活性艳红x．3B降解率的影响…………………………………38
    
38. 4．3 pH值的影响…………………………………………………………………．．4l
    
39. 4．4 Ti02投加量对光催化反应的影响……………………………………………42
    
40. 4．5温度对光催化反应的影响…………………………………………………．．43
    
41. 4．6加压溶氧与常压条件下活性艳红X．3B的CODcr的降解率……………．．44
    
42. 4．7加压溶氧与常压条件下活性艳红X．3B的ToC降解率…………………一44
    
43. 4．8小结……………………………………………………………………………………………………45
    
44. 第五章加压溶氧光催化降解活性艳红X-3B的动力学及机理探讨……………46
    
45. 5．1染料活性艳红X．3B的降解动力学分析……………………………………47
    
46. 5．2染料活性艳红X．3B的可能降解途径………………………………………48
    
47. 5．3小结……………………………………………………………………………………………………54
    
48. 第六章结论与建议…………………………………………………………………55
    
49. 6．1结{仑……………………………………………………………………………………………………55
    
50. 6．2展望……………………………………………………………………………………………………56
    
51. 参考文献……………………………………………………………………………．57
    
52. 致谢…………………………………………………………………………………………………………．63
    
53. 攻读硕士学位论文期间发表的论文………………………………………………．64

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