納米TiO2及其與生物炭的復(fù)合材料對氨氮和樂果的去除研究.pdf

1、農(nóng)田污水中含有各種低濃度污染物，其中，氨氮以及農(nóng)藥的情況最為嚴(yán)重。本課題制備了具有高光催化活性的TiO2以及TiO2/生物炭復(fù)合材料，通過模擬廢水實(shí)驗(yàn)，研究了兩種材料對模擬廢水中氨氮及樂果的去除效果。為新型功能材料作用于農(nóng)田污水提供理論依據(jù)。本課題主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:
　　(1)水熱法制備的納米TiO2及其對模擬氨氮廢水中氨氮的去除效果。將水熱法制備的納米TiO2作用于模擬低濃度氨氮廢水，探究了反應(yīng)體系中催化劑濃度、pH、溫度

2、等因素對去除氨氮的影響。并考察了不同初始濃度氨氮的去除情況以及最終產(chǎn)物。結(jié)果表明，初始濃度為50 mg·L-1的氨氮廢水，在254 nm紫外燈的作用下，當(dāng)催化劑用量為1.0 g·L-1,廢水初始pH=11.0，曝氣量150 mL·min-1,溫度為60℃，光照2h，氨氮去除率可達(dá)90％以上，常溫下可達(dá)45％以上。反應(yīng)最終產(chǎn)物硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的含量均較低，體現(xiàn)了該催化劑具有將氨氮轉(zhuǎn)化為N2的良好光催化氧化選擇性。此外，將該催化劑應(yīng)用于生活

3、污水的處理，發(fā)現(xiàn)對其中的氨氮和總氮具有較好的去除效果。
　　(2)水熱法制備的納米TiO2及其對模擬低濃度樂果廢水中樂果的去除效果。將水熱法制備的納米TiO2作用于模擬低濃度樂果廢水，探究了反應(yīng)體系中催化劑濃度、pH、光照強(qiáng)度等因素對去除樂果的影響。并考察了不同初始濃度樂果的去除情況以及降解程度。結(jié)果表明，初始濃度為10mg·L-1的樂果廢水，在254 nm紫外燈照射下，當(dāng)催化劑用量為1.0 g·L-1,紫外燈功率為40 W，曝氣

4、量150 mL·min-1,不調(diào)節(jié)pH，溫度為常溫時(shí)，光照2h，樂果的去除率為100％。樂果未能完全降解，有中間產(chǎn)物的生成。隨著樂果濃度的升高，降解率下降，初始降解反應(yīng)速率提高。
　　(3)水熱法制備的TiO2/生物炭及其對模擬低濃度氨氮廢水中氨氮的去除效果。將水熱法制備的TiO2/生物炭作用于模擬低濃度氨氮廢水，探究了反應(yīng)體系中TiO2負(fù)載量、溫度、pH等因素對去除氨氮的影響。并考察了不同初始濃度氨氮的去除情況以及最終產(chǎn)物。結(jié)果

5、表明，初始濃度為50 mg·L-1的氨氮廢水，在254 nm紫外燈的作用下，當(dāng)TiO2負(fù)載量為20％，廢水初始pH=11.0，曝氣量150 mL·min-1,溫度為60℃，光照2h，氨氮去除率可達(dá)100％，常溫下可達(dá)70％以上。反應(yīng)最終產(chǎn)物中亞硝態(tài)氮含量非常低，無硝態(tài)氮，體現(xiàn)了該復(fù)合材料具有將氨氮轉(zhuǎn)化為N2的良好光催化氧化選擇性。
　　(4)水熱法制備的TiO2/生物炭及其對模擬低濃度樂果廢水中樂果的去除效果。將水熱法制備的TiO