尖晶石催化臭氧去除水中鄰苯二甲酸二丁酯的實驗研究.pdf

1、本文以蛋清為原料,采用溶膠凝膠法制備了具有磁性尖晶石的多孔海綿狀材料作為催化臭氧氧化去除水中環(huán)境激素類微污染物鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的催化劑。采用BET、VSM、SEM、XRD、FTIR、XPS、EDS等現(xiàn)代化測試手段對催化劑的性能和表面形態(tài)及結構進行了表征。以單獨臭氧作為對比,探討了水溶液的pH值、不同DBP初始濃度、催化劑的投加量、水中常見陰陽離子等因素對催化臭氧去除水中DBP效果的影響;對影響兩種催化劑催化臭氧去除DBP的單因

2、素進行了實驗分析,并對該催化劑的再生性能進行了研究,研究了臭氧分解率和DBP降解速率的關系,同時結合現(xiàn)代化測試手段對NiFe2O4催化臭氧分解及降解DBP機理及分解進行了深入分析,提出了臭氧在催化劑表面吸附分解的過程模式,提出了新的催化過程機理。
　　實驗結果表明,催化劑均為尖晶石結構,多孔海綿狀,較好的磁性。在催化臭氧氧化去除DBP的實驗中表現(xiàn)出較好的催化去除效果,相比單獨臭氧40％的DBP去除率MnFe2O4/O3和NiFe2

3、O4/O3去除率分別為96%和100%,提高了56%和60%,其中NiFe2O4/O3的效果要好于MnFe2O4/O3。實驗表明,兩種催化劑實驗中的最佳投量均為0.01g/L,并且隨著投量的增加,表現(xiàn)出了去除效率逐漸下降的效果,最佳pH為pH=7.7,的實驗中,當pH高于催化劑pHPZC時,催化劑的效果下降。廢水最佳濃度為0.5mg/L,隨著DBP的濃度增加,DBP的去除效果下降,所有實驗均符合一級反應動力學方程。水中常見的陽離子Na+

4、、K+、Ag+在實驗濃度下不會對實驗效果產生較大的影響,陰離子Cl-、SO42-、PO43-中Cl-、SO42-對催化實驗影響較小,PO43-將DBP在10min內的去除效果分別降低了25%和40%。實驗分析了NiFe2O4在不同實驗條件下催化臭氧分解率與降解DBP速率的關系,實驗表明,DBP的降解速率與臭氧的平均分解率呈線性相關,實驗分析了NiFe2O4在不同實驗條件下催化臭氧分解率與降解DBP速率的關系,實驗表明,在不同的催化劑Mn

5、Fe2O4、NiFe2O4、ZnFe2O4和CuFe2O4,不同水溶液pH值(5.0-9.0)和不同的催化劑投量(0.002-0.1g/L)的條件下,DBP的降解速率和水溶液中羥基自由基的濃度的乘積與臭氧的平均分解率呈線性相關,這證明在不同的條件下,實驗條件通過影響水溶液中羥基自由基的濃度來間接影響催化劑催化臭氧去除DBP的速率。借助于叔丁醇、催化劑前后XPS、FTIR對比等分析手段,并結合pH等實驗結果,全面分析了臭氧在催化劑表面分解