過(guò)硫酸鹽的不同活化體系對(duì)難降解有機(jī)污染物的降解及機(jī)理研究.pdf

1、過(guò)硫酸鹽是高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)中廣泛使用的氧化劑。過(guò)硫酸鹽性質(zhì)穩(wěn)定，水溶性好，易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，因此基于過(guò)硫酸鹽AOPs在氧化難降解有機(jī)污染物方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?。本研究以甲砜霉?TAP，常用的獸藥抗生素)，苯酚（工業(yè)廢水中主要物質(zhì)）和羅丹明6G(Rh6G，一種常用的染料)為模型污染物，研究了UV/S2O82-(UV/PS)氧化降解TAP的動(dòng)力學(xué)和機(jī)理，分析了不同晶型MnO2活化過(guò)硫酸氫鹽(PMS)氧化降解苯酚的機(jī)理，研究了

2、γ-MnO2/PMS降解Rh6G的機(jī)理。本論文研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.研究了UV活化PS體系氧化降解TAP的動(dòng)力學(xué)和機(jī)理，并和UV/H2O2進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TAP在不同條件下的降解均符合偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)。UV/PS體系中，TAP則在酸性和堿性條件下降解較快;而在UV/H2O2體系中，中性和酸性條件促進(jìn)TAP的降解。HCO3-的加入抑制TAP在兩種體系中的降解;NO3-對(duì)UV/H2O2降解TAP有輕微抑制作用;Cl-則

3、加速了UV/PS降解TAP。腐殖酸會(huì)抑制TAP的降解。通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)方法測(cè)定出羥基自由基(HO)和硫酸根自由基(SO4-)與TAP反應(yīng)的二階速率常數(shù)分別為8.3×108L·mol-1·s-1和3.1×109L·mol-1·s-1。UV/H2O2可部分礦化TAP，而UV/PS體系則可使TAP完全礦化。結(jié)合所檢測(cè)出的中間產(chǎn)物推導(dǎo)出了目標(biāo)污染物降解的可能途徑。
　　2.研究了不同晶體MnO2活化PMS體系氧化降解苯酚的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)制備了不

4、同晶型的MnO2納米材料，采用多種方法對(duì)其進(jìn)行了表征，對(duì)比研究了它們活化PMS對(duì)苯酚的降解效果，并考察了多種因素對(duì)苯酚降解的影響。結(jié)果表明，不同晶體的MnO2呈現(xiàn)不同的微觀形態(tài)。苯酚的降解符合偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型且材料的催化活性依次為δ-MnO2＞γ-MnO2＞ε-MnO2。氧化劑和催化劑用量的增加加速了苯酚的降解;溶液pH增加，反應(yīng)溫度升高時(shí)，苯酚降解均加快。δ-MnO2/PMS體系降解苯酚的反應(yīng)活化能為13.5kJ·mol-1。通過(guò)淬滅

5、實(shí)驗(yàn)可以得出，超氧陰離子自由基(O2-)在和單線態(tài)氧(1O2)在苯酚的降解中起主要作用。催化劑循環(huán)實(shí)驗(yàn)表明，所制備的δ-MnO2具有很好的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。
　　3.研究了γ-MnO2納米球的水熱法制備及其活化PMS體系氧化降解Rh6G，評(píng)估了不同條件下制備的γ-MnO2的催化效率。所制備的γ-MnO2納米球呈現(xiàn)為三維線團(tuán)狀的納米球，有微小聚集。90℃條件下制備的催化劑的比表面積和其中Mn的平均化合價(jià)均高于同等溫度下使用反應(yīng)釜制