【摘要】：新疆的煤炭資源極為豐富,預(yù)計(jì)資源總量全國(guó)第一。因此,發(fā)展以原料密集型為主的煤化工產(chǎn)業(yè)對(duì)于新疆民生建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展甚至維護(hù)國(guó)家西北安全均具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。中央新疆工作座談會(huì)后,依托政策優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì),一些大型涉煤工程項(xiàng)目在短期得到了快速發(fā)展。但隨之而來(lái)的則是對(duì)當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境、枯竭的水資源的沖擊。煤化工行業(yè)中產(chǎn)生的廢水含有酚、硫化物、氰化物、氨氮等多種有害物質(zhì),其中以氯酚類(lèi)(2-CPs)物質(zhì)含量最高。氯酚廢水有難降解、污染性強(qiáng)、毒性大等特性,如何高效地處理氯酚廢水是環(huán)境污染防治領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。本文采用溶膠-凝膠法,制備出BiFeO_3、ZnFe_2O_4、FeTiO_3三種異相含鐵鹽,采用SEM、FT-IR、XRD、UV-Vis等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌進(jìn)行表征。通過(guò)光照條件下催化降解2-CP溶液,得出制備的三種物質(zhì)具有一定的光催化性質(zhì),并對(duì)其性能進(jìn)行對(duì)比。研究了催化劑的催化性能,探究了不同催化劑用量、pH值、雙氧水用量等參數(shù)對(duì)三種含鐵鹽的Fenton-like效應(yīng)在高壓汞燈照射下的影響,并且得到了BiFeO_3最佳條件為:100 mL 40 mg/L 2-CP溶液,0.5 g/L催化劑,pH=7,0.05 mol/L H_2O_2時(shí),光照下80min后2-CP降解率達(dá)100%,其催化效率最高。ZnFe_2O_4最佳條件為:100 mL 40 mg/L 2-CP溶液,0.5 g/L催化劑,pH=7,0.05 mol/L H_2O_2時(shí),光照下120min后2-CP降解率為48.48%,其催化效率最低。FeTiO_3最佳條件為:100 mL 40 mg/L 2-CP溶液,0.4 g/L催化劑,pH=7,0.07 mol/L H_2O_2時(shí),光照下120 min后2-CP降解率為67.84%,其催化效率較高的結(jié)論。本文對(duì)三種異相含鐵鹽在不同pH條件下降解2-CP過(guò)程表觀動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究,建立了不同初始濃度下三種物質(zhì)降解2-CP的動(dòng)力學(xué)模型,并由曲線擬合解得相應(yīng)的參數(shù),得出動(dòng)力學(xué)模型。得出:BiFeO_3在酸性和中性條件下,2-CP的降解符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,且pH值越低,動(dòng)力學(xué)常數(shù)k_(obs)越大,反應(yīng)速率越快,模型曲線吻合度較高。而ZnFe_2O_4和FeTiO_3 2-CP的降解基本符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,且pH值越低,動(dòng)力學(xué)常數(shù)k_(obs)越大,反應(yīng)速率越快,模型曲線吻合度較低。
【圖文】：

圖 1-1 光催化氧化反應(yīng)機(jī)理Fig.1.1 The mechanism of semiconductor photocatalysis化反應(yīng)研究進(jìn)展劑氧化反應(yīng)技術(shù)最早出現(xiàn)在 19 世紀(jì) 60 年代末期，是當(dāng)時(shí)理技術(shù)，光照催化劑在光照條件下產(chǎn)生�？梢詫⑺w中全終產(chǎn)生 CO2和 H2O。該反應(yīng)類(lèi)型具有反應(yīng)條件門(mén)檻低、不勢(shì)和特點(diǎn)，當(dāng)前已經(jīng)受到行業(yè)內(nèi)各界廣泛的認(rèn)可和關(guān)注，F(xiàn)ujishima[38]在《自然》雜志中發(fā)表文章指出，稱(chēng) TiO2單晶反應(yīng)為氨類(lèi)物質(zhì)及氧氣。在此之后，研究人員逐步將光照領(lǐng)域中。Ollis 等人[39]對(duì)氯代芳香烴物質(zhì)、殺蟲(chóng)劑及除草劑在 TiO2光照催化條件下的降解成果進(jìn)行針對(duì)性分析。此外2光催化分離膜，集光催化與膜分離技術(shù)為一體，在發(fā)揮膜污染物的有效降解，能夠提高分離膜的抗污染性能和水處了巨大的優(yōu)勢(shì)。2018 年鄒勝男[41]用石墨烯光催化技術(shù)對(duì)黑

含鐵鹽異相光-Fenton 降解水中微量 2-氯酚化合物的研究和尖晶石型含鐵鹽含鐵鹽物質(zhì)屬于 Fe(III)氧化物，是典型的復(fù)合氧化物之一，人們就對(duì)其開(kāi)展了相關(guān)研究。由于復(fù)合氧化物的種類(lèi)繁用在染料、催化劑材料等產(chǎn)品中[55,56]及隱身涂層材料中，催化性能，帶狀寬度縫隙值較小，僅有約 2.0 eV，可以更鹽可作為半導(dǎo)體光催劑，在光激發(fā)下對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行含鐵鹽的結(jié)構(gòu)構(gòu)光催化劑是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)，它是金屬和氧混合組通寫(xiě)為 ABO3，其中 A 為二價(jià)金屬離子，B離子為四價(jià)。鈣從圖 1-2 中可以看出 A 離子占有立方面心的角頂位置，O2置。因此，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)可看成由 O2-和半徑較大的 A 離子共子充填于 1/4的八面體空隙之中，，圖中 B 離子位于立方體的，A離子的配位數(shù)為 12。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O643.32;X784

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2599421