本文關鍵詞：高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同催化劑降解廢水中苯酚的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高壓脈沖氣液兩相放電處理有機廢水是一種新型高效的水處理技術,因其生成的自由基和活性物質選擇性低而被廣泛研究應用于各種有機廢水的降解。為了充分利用放電釋放的紫外光,實現(xiàn)對廢水中有毒有機物的高效降解,實驗采用光催化劑與高壓脈沖放電相結合形成了氣液兩相放電-光催化的降解體系。論文以模擬苯酚廢水為研究對象,分別從反應器結構影響、放電參數(shù)影響、催化劑影響、中間產物分析、降解機理等方面對高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同催化劑水處理技術進行了較為系統(tǒng)的研究。主要結論如下:(1)在高壓脈沖氣液兩相放電降解苯酚過程中,電氣參數(shù)及反應器工藝參數(shù)對苯酚降解率有較大影響。隨著脈沖電壓的升高,苯酚的降解率逐漸增大,當電壓達到一定值后,降解率將趨于一個穩(wěn)定值;隨著電極間距、針-液間距、脈沖頻率、曝氣量的增大,苯酚降解率增大,但當各因素分別達到一定值繼續(xù)增大時,苯酚降解率反而降低。(2)高壓脈沖氣液兩相放電降解苯酚,在電極間距10mm、針-液間距7.5mm、脈沖電壓26kV、脈沖頻率70Hz、曝氣量1.5L/min的最佳條件下,處理100mL濃度為100mg/L的苯酚廢水,放電60min時的降解率為64.63%,放電140min時達到85.02%。降解過程中四種中間產物濃度總趨勢是先增大后減小,最后濃度都趨于零。其中對苯醌濃度最大,間苯二酚濃度最低并且出現(xiàn)在兩個時間段內,鄰苯二酚最先消失。(3)高壓脈沖氣液兩相放電分別協(xié)同TiO_2和Fe-TiO_2降解苯酚實驗結果表明,苯酚降解率隨催化劑的焙燒溫度、投加量的增加先增大后減小。實驗結果與電鏡掃描測試結果一致:TiO_2和Fe-TiO_2的最佳焙燒溫度分別為500℃、450℃,最佳投加量分別為1.0g/L、0.5g/L。(4)與高壓脈沖氣液兩相放電降解苯酚相比,脈沖放電協(xié)同TiO_2催化劑時,中間產物峰值濃度有所增大,但之后濃度下降速率加快,溶液TOC更低,礦化率有所提高;脈沖放電協(xié)同F(xiàn)e-TiO_2催化劑降解苯酚效果較好,放電140min時降解率為98.75%,中間產物峰值濃度明顯下降,其中間苯二酚完全消失。溶液TOC下降速率加快,礦化率得到進一步提升。(5)研究還結合實驗數(shù)據分析了高壓脈沖氣液兩相放電活性物質的生成機理及脈沖放電協(xié)同催化劑降解苯酚的機理。分析得出,在降解過程中部分苯酚直接被礦化為CO2和水,部分苯酚先被降解為中間產物,隨著放電時間的延長逐漸被礦化。研究苯酚降解的機理將為放電等離子體協(xié)同催化劑降解廢水中的有機物提供一定的參考。
【關鍵詞】：脈沖放電 催化劑 中間產物 降解機理 苯酚廢水
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題背景10-12
• 1.2 研究對象及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 含酚廢水的來源12
• 1.2.2 含酚廢水的危害12
• 1.2.3 含酚廢水的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 低溫等離子體概述及原理13-15
• 1.3.1 低溫等離子體概念13-14
• 1.3.2 低溫等離子體的產生14-15
• 1.3.3 高壓脈沖氣液兩相放電低溫等離子體技術原理15
• 1.4 高壓脈沖放電等離子體技術處理廢水的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5 論文的選題17
• 1.6 研究內容及思路17-19
• 第二章 實驗材料、裝置及測試方法19-25
• 2.1 藥品與實驗設備19-20
• 2.2 實驗裝置20-21
• 2.3 測試方法21-25
• 2.3.1 苯酚濃度測定及降解率計算21-22
• 2.3.2 中間產物濃度測定22-24
• 2.3.3 TOC濃度測定及礦化率計算24-25
• 第三章 高壓脈沖氣液兩相放電降解水中苯酚的研究25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 實驗方法25-26
• 3.3 高壓脈沖氣液兩相放電條件優(yōu)化實驗研究26-33
• 3.3.1 電極間距對苯酚降解率的影響26-27
• 3.3.2 針-液間距對苯酚降解率的影響27-29
• 3.3.3 脈沖電壓對苯酚降解率的影響29-30
• 3.3.4 脈沖頻率對苯酚降解率的影響30-31
• 3.3.5 曝氣量對苯酚降解率的影響31-33
• 3.4 高壓脈沖氣液兩相放電降解苯酚結果及分析33-36
• 3.4.1 高壓脈沖氣液兩相放電降解苯酚及產物分析33-35
• 3.4.2 高壓脈沖氣液兩相放電降解苯酚過程的TOC及礦化率35-36
• 3.5 高壓脈沖氣液兩相放電活性物質生成機理探討36-38
• 3.5.1 羥基自由基的生成36
• 3.5.2 臭氧的生成36-37
• 3.5.3 過氧化氫的生成37-38
• 3.6 高壓脈沖氣液兩相放電降解水中苯酚機理探討38-39
• 3.7 本章小結39-41
• 第四章 高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同催化劑降解水中苯酚的研究41-59
• 4.1 引言41-42
• 4.2 催化劑的制備與表征42-46
• 4.2.1 TiO_2催化劑的制備42
• 4.2.2 Fe-TiO_2催化劑的制備42
• 4.2.3 掃描電鏡分析42-46
• 4.3 高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同TiO_2降解苯酚46-52
• 4.3.1 TiO_2焙燒溫度對苯酚降解率的影響46-47
• 4.3.2 TiO_2投加量對苯酚降解率的影響47-49
• 4.3.3 高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同TiO_2降解苯酚及中間產物分析49-51
• 4.3.4 高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同TiO_2降解苯酚過程TOC變化規(guī)律及礦化率51-52
• 4.4 高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同F(xiàn)e-TiO_2降解苯酚52-57
• 4.4.1 Fe-TiO_2焙燒溫度對苯酚降解率的影響52-53
• 4.4.2 Fe-TiO_2投加量對苯酚降解率的影響53-54
• 4.4.3 高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同F(xiàn)e-TiO_2降解苯酚結果及分析54-56
• 4.4.4 高壓脈沖氣液兩相放電協(xié)同F(xiàn)e-TiO_2降解苯酚過程的TOC及礦化率56-57
• 4.5 催化劑對高壓脈沖氣液兩相放電活性物質生成的影響57-58
• 4.5.1 TiO_2對·OH生成的影響57
• 4.5.2 Fe-TiO_2對·OH生成的影響57-58
• 4.6 本章小結58-59
• 第五章 結論及展望59-61
• 5.1 結論59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻61-66
• 致謝66-67
• 攻讀學位期間的研究成果67-68

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本文編號：407987