TiO-,2--Fe-,3-O-,4--SiO-,2-光催化劑對廢水中萘降解性能研究.pdf

1、多環(huán)芳烴(PAHs)是一類典型的持久性有毒物質(zhì),具有致畸、致癌、致突變“三致”毒性,是目前已知環(huán)境中最大量的具有致癌性的單一化學物種。以水溶性最強的PAHs--萘為原料,合成鄰苯二甲酸酐、染料、殺蟲劑的過程中產(chǎn)生的萘系廢水,具有排放量大、濃度高、色澤深、酸或堿性強、成分復雜等特征,屬于典型的有毒有害難降解的工業(yè)廢水。研究開發(fā)此類難降解有機污染物的處理技術(shù)對我國的萘系有機中間體生產(chǎn)有著重要的意義。光催化氧化法是處理難降解萘系化合物優(yōu)先考慮

2、和重點研究的發(fā)展方向。
　　 近年來納米TiO2作為一種新型環(huán)境功能材料被廣泛用于難降解廢水處理中。但是由于懸浮態(tài)TiO2與廢水分離困難,使廢水處理的成本提高。本論文以穩(wěn)定的超順磁性Fe3O4納米粒子作為磁核,應用St(O)ber法在Fe3O4納米粒子表面包覆SiO2,制成超順磁性Fe3O4-SiO2載體,通過溶膠-凝膠法在Fe3O4-SiO2載體表面擔載納米TiO2催化劑,制備出單分散的具有“核-殼”結(jié)構(gòu)的磁可分TiO2/Fe

3、3O4-SiO2(TFS)復合型光催化劑。通過XRD、FFIR、TEM等表征手段,對最佳條件下制備的TFS復合型光催化劑的物性進行分析,證實制備出磁可分的納米級復合型TiO2光催化劑。
　　 為了探討TFS復合型光催化劑對污染物的催化降解效果,本論文選擇多環(huán)芳烴的代表性污染物--萘進行降解試驗,并通過響應曲面法的中心組合設計方法對實驗操作條件進行優(yōu)化,確定各個實驗操作條件對萘降解率的影響順序,同時采用數(shù)值求導、Matlab及遺傳

4、算法三個方法求得更精確的最佳操作參數(shù)數(shù)值,使萘的降解率達到最大值。試驗結(jié)果表明,TFS復合型光催化劑對萘均具有高效的降解能力,且表觀反應速率快。光催化對萘的最佳操作條件為光照時間97.1min、pH值2.1、復合型催化劑投加量96.2mg/L,在此條件下優(yōu)化的萘降解率高達97.39％。通過模型驗證,該模型預測值與實驗值的最大相對誤差不超過4％,說明模型對實驗結(jié)果具有良好的預測效果,對于實驗具有較好的指導意義。應用GC-MS分離分析方法在