本文關(guān)鍵詞：Fenton體系氧化降解苯甲酸廢水的研究　出處：《天津科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：苯甲酸是一種重要的有機化工原料,在醫(yī)藥、食品和化工等方面具有廣泛的應用。但是在苯甲酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水具有較強的毒性和酸性腐蝕性,若直接排放會對環(huán)境造成很大的污染。針對該廢水的特點,提出了萃取-Fenton處理工藝,首先以生產(chǎn)原料甲苯為萃取劑對該廢水進行三級萃取,有機相進入反應器回用,經(jīng)萃取處理后的廢水采用Fenton高級氧化技術(shù)對其進行深度處理使得出水達標。本文主要利用Fenton試劑法降解苯甲酸廢水,考察其降解效果及工藝條件。首先進行了均相Fenton體系對苯甲酸廢水的降解實驗,實驗過程中詳細考察了對降解效果影響可能比較大的因素,如苯甲酸溶液的初始濃度、pH值、H202的投加量以及Fe2+用量等。實驗結(jié)果表明,以上這些考察因素對實驗的影響比較明顯,當調(diào)節(jié)溶液的初始pH=3, H2O2最佳的經(jīng)濟投加量為Qth(即12.3 mmol/L), Fe2+最佳投加量為0.41 mmol/L(即H2O2:Fe2+=30:1),在室溫條件下反應60 min以后,濃度為100mg/L的苯甲酸幾乎可以完全被降解,同時達到了41.9%以上的TOC去除率；在苯甲酸初始濃度對反應的影響實驗中發(fā)現(xiàn),苯甲酸的初始濃度為200mg/L的時侯,達到了最大的TOC去除率45.4%；當廢水中苯甲酸的濃度太高時,分批投加H202可以提高Fenton試劑效率,避免造成資源浪費。均相Fenton法雖然反應快、降解效果好,但是經(jīng)濟成本比較高,Fe2+若不經(jīng)過處理也會造成污染,為了彌補這個缺陷,考慮制備非均相催化劑來利用非均相體系來降解苯甲酸廢水。本文首先對購買的顆粒AC進行了粉碎、分級和預處理,以預處理樣為載體,利用浸漬法將載體浸沒于1 g/L的Fe2+溶液中制備了Fe/AC催化劑。通過設計正交試驗分析了影響催化劑制備的因素,研究發(fā)現(xiàn),粒徑、煅燒溫度和煅燒時間這三個因素對催化劑活性的影響依次增大。結(jié)合TG-DSC、BET、XRD、SEM等測試手段對負載型催化劑的表征,確定制備條件為粒徑60-100目,在300℃下煅燒4 h。接下來利用自制的非均相催化劑對苯甲酸廢水的降解進行了考察,得到了最佳的實驗條件：調(diào)節(jié)溶液的初始pH為3,投加適量的催化劑使其濃度達到1 g/L,在磁力攪拌作用下吸附210 min,然后加入0.5倍計算所得的雙氧水理論投加量(即0.5Qth=6.15 mmol/L),最后在室溫條件下經(jīng)過90 min的反應以后,達到了76.76%的TOC去除率。最后對苯甲酸的降解歷程進行了分析,分析手段主要是TOC分析儀和高效液相色譜,經(jīng)過實驗結(jié)果對比分析發(fā)現(xiàn),苯甲酸在降解過程中會生成小分子物質(zhì),這些物質(zhì)主要顯酸性,結(jié)合相關(guān)文獻的研究結(jié)果得到苯甲酸的可能降解途徑是：苯甲酸受到強氧化性的羥基自由基·OH的攻擊以后,首先是苯環(huán)上對位和間位的氫原子被氧化成了羥基,這類物質(zhì)接著被氧化生成己二烯二酸,最終被氧化成一些小分子量的二酸、H20以及C02。
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X783

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