本文關(guān)鍵詞：基于過(guò)渡金屬氧化物降解DDT性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滴滴涕(雙二氯苯基三氯乙烷)是一種曾在20世紀(jì)40年代至60年代間廣泛使用的有機(jī)氯農(nóng)藥,在很大程度上提高了當(dāng)時(shí)社會(huì)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,并且為防治蟲(chóng)媒傳染疾病做出了巨大的貢獻(xiàn),保護(hù)人們免瘧疾、登革熱等疾病的傷害,拯救了上千萬(wàn)人的性命。但是,由于有機(jī)氯農(nóng)藥本身具有環(huán)境持久性、長(zhǎng)期殘留性、生物富集性、半揮發(fā)性以及長(zhǎng)距離遷移性和生物毒性的特點(diǎn),現(xiàn)在已經(jīng)在全球范圍內(nèi)被禁止使用。然而,由于曾經(jīng)的大規(guī)模使用,在被禁用幾十年后,滴滴涕依然在土壤、水體等生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中大量累積,并隨食物鏈而富集,進(jìn)入人體內(nèi)。近年來(lái),以滴滴涕為代表的有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的威脅日益凸顯,研究有機(jī)氯農(nóng)藥的降解技術(shù)也成為研究者們關(guān)注的重點(diǎn)�；诹u基自由基(·OH)或硫酸根自由基(S04·-)的高級(jí)氧化技術(shù)是近些年發(fā)展起來(lái)的處理難降解有機(jī)污染物的新技術(shù),具有氧化能力強(qiáng),礦化程度高的特點(diǎn)�；诖�,本文圍繞基于·OH和S04·-的非均相高級(jí)氧化技術(shù),以過(guò)渡金屬氧化物基材料為催化劑,研究了其催化降解DDT的能力,并對(duì)其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)的影響因素以及降解機(jī)理路徑進(jìn)行分析,主要的研究?jī)?nèi)容如下：(1)通過(guò)水熱法合成Fe203納米片,再以NiCl2為鎳源,N2H4為還原劑,水熱合成了單質(zhì)鎳負(fù)載的鐵氧化物(Ni@FeOx)作為非均相Fenton體系的催化劑。控制合成過(guò)程中鎳源的用量,可以控制產(chǎn)物中鐵氧化物的物相以及形貌,當(dāng)鎳源使用量超過(guò)鐵元素的20%,產(chǎn)物中鐵氧化物由六方片狀Fe203向立方塊狀的Fe304轉(zhuǎn)變。對(duì)不同的催化劑的催化效果進(jìn)行測(cè)試,其中40%Ni@Fe3O4具有最好的催化效果,在8h內(nèi)DDT降解率達(dá)到90%,優(yōu)于10%Ni@Fe2O3和20%Ni@Fe3O4o這是由于單質(zhì)Ni與Fe304的協(xié)同作用使得催化劑可以更加充分地活化H202,從而使得DDT的降解更加徹底。(2)以C0Cl2和FeCl3為前驅(qū)體,PVP(聚乙烯吡咯烷酮)為表面活性劑,通過(guò)水熱法合成出具有大比表面積的CoFe2O4催化劑,并研究了其活化PMS(過(guò)一硫酸鹽)降解DDT的性能。BET(比表面孔徑分析)的結(jié)果表明,CoFe2O4的結(jié)構(gòu)中含有介孔結(jié)構(gòu),其比表面積高達(dá)132.6 m2/g,可以在溶液中與PMS充分接觸從而促進(jìn)其活化效果,采用CoFe2O4活化PMS催化降解DDT的降解率可達(dá)95.2%,優(yōu)于Fe304和C0304。對(duì)降解產(chǎn)物的定量與定性分析表明,DDT的降解主要是通過(guò)脫氯過(guò)程與羥基化過(guò)程實(shí)現(xiàn)的,在第一步降解中主要生成的產(chǎn)物為DDE,之后通過(guò)逐漸的氧化反應(yīng),使得碳鏈斷裂,苯環(huán)開(kāi)環(huán),產(chǎn)生分子質(zhì)量較小的中間產(chǎn)物,并最終生成C02和H20。(3)水熱合成了多種尖晶石鐵酸鹽的催化劑MFe2O4 (M=Cu, Ni, Mn, Zn),并研究了其活化PMS降解DDT的降解效果與實(shí)際的應(yīng)用。通過(guò)XRD、SEM、GC和GC-MS等測(cè)試手段對(duì)其成分、結(jié)構(gòu)和降解效果進(jìn)行表征。鐵酸鹽催化劑展現(xiàn)了良好的催化性能,其中CuFe2O4的降解效率最高,達(dá)到82.6%,其他三種催化劑的降解率也都在70%以上。循環(huán)降解實(shí)驗(yàn)表明,在三個(gè)連續(xù)的降解實(shí)驗(yàn)之后,催化劑的降解效率并未發(fā)生明顯的下降,其中CuFe2O4的DDT降解率僅降低了2.7%,穩(wěn)定性最好。降解之后的MFe2O4催化劑的形貌未發(fā)生明顯的變化,意味著這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定也是降解性能穩(wěn)定的一個(gè)原因。此外,通過(guò)外加磁場(chǎng)的幫助,降解之后的催化劑可以輕易地從DDT的溶液中被分離和收集。
【關(guān)鍵詞】：滴滴涕 過(guò)渡金屬氧化物 非均相芬頓反應(yīng) 過(guò)一硫酸鹽
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X592;O643.32
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-35
• 1.1 引言13-14
• 1.2 DDT的簡(jiǎn)介14-20
• 1.2.1 DDT的性質(zhì)14-15
• 1.2.2 DDT的歷史15-18
• 1.2.3 DDT的檢測(cè)技術(shù)18-20
• 1.3 DDT的降解途徑及機(jī)理概述20-28
• 1.3.1 微生物修復(fù)21-23
• 1.3.2 物理吸附及高溫?zé)峤夥?/span>23-25
• 1.3.3 化學(xué)催化降解法25-28
• 1.4 高級(jí)氧化技術(shù)28-33
• 1.4.1 基于羥基自由基的高級(jí)氧化技術(shù)28-30
• 1.4.2 基于硫酸根自由基的高級(jí)氧化技術(shù)30-32
• 1.4.3 基于高級(jí)氧化技術(shù)降解DDT的研究32-33
• 1.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容33-35
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料及測(cè)試方法35-41
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備35-37
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料35-36
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備36-37
• 2.2 材料的表征與降解性能的測(cè)試37-41
• 2.2.1 X射線衍射儀(XRD)37
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)37-38
• 2.2.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)38-39
• 2.2.4 比表面孔徑分析儀(BET)39
• 2.2.5 DDT標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置及濃度的測(cè)定39-41
• 第三章 基于Ni負(fù)載鐵氧化物非均相Fenton法降解DDT的性能研究41-57
• 3.1 引言41-42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方案42-43
• 3.2.1 合成Fe_2O_3前驅(qū)體42
• 3.2.2 合成Ni@FeO_X復(fù)合材料42
• 3.2.3 非均相Fenton法降解DDT實(shí)驗(yàn)42-43
• 3.3 結(jié)果與討論43-55
• 3.3.1 Fe_2O_3前驅(qū)體物相與形貌43-44
• 3.3.2 Ni@FeO_X的物相與形貌44-46
• 3.3.3 DDT降解性能分析46-47
• 3.3.4 催化劑及H_2O_2用量對(duì)DDT降解結(jié)果的影響47-49
• 3.3.5 初始pH對(duì)DDT降解結(jié)果的影響49-50
• 3.3.6 活性自由基物質(zhì)的鑒定50-51
• 3.3.7 DDT降解中間產(chǎn)物的分析51-53
• 3.3.8 DDT降解的機(jī)理及路徑53-55
• 3.4 本章小結(jié)55-57
• 第四章 多孔CoFe_2O_4催化劑活化過(guò)—硫酸鹽降解DDT的性能研究57-73
• 4.1 引言57-58
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案58-59
• 4.2.1 介孔CoFe_2O_4催化劑的合成58
• 4.2.2 基于硫酸根自由基的高級(jí)氧化技術(shù)降解DDT實(shí)驗(yàn)58-59
• 4.3 結(jié)果與討論59-71
• 4.3.1 XRD測(cè)試結(jié)果與分析59
• 4.3.2 SEM測(cè)試結(jié)果與分析59-60
• 4.3.3 BET比表面積與孔徑分布測(cè)試結(jié)果與分析60-62
• 4.3.4 DDT降解性能分析62-63
• 4.3.5 催化劑及PMS用量對(duì)DDT降解結(jié)果的影響63-64
• 4.3.6 初始pH對(duì)DDT降解結(jié)果的影響64-65
• 4.3.7 活性自由基物質(zhì)的鑒定65-66
• 4.3.8 DDT降解中間產(chǎn)物的分析66-69
• 4.3.9 DDT降解的機(jī)理及路徑69-71
• 4.4 本章小結(jié)71-73
• 第五章 鐵酸鹽MFe_2O_4催化劑活化過(guò)—硫酸鹽降解DDT的性能研究73-85
• 5.1 引言73-74
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方案74-75
• 5.2.1 鐵酸鹽催化劑的合成74
• 5.2.2 基于硫酸根自由基的高級(jí)氧化技術(shù)降解DDT實(shí)驗(yàn)74-75
• 5.3 結(jié)果與討論75-84
• 5.3.1 XRD測(cè)試結(jié)果與分析75-76
• 5.3.2 SEM測(cè)試結(jié)果與分析76-77
• 5.3.3 DDT降解性能分析77-81
• 5.3.4 催化劑的穩(wěn)定性分析81-83
• 5.3.5 鐵酸鹽催化劑的分離與回收83-84
• 5.4 本章小結(jié)84-85
• 第六章 結(jié)論85-87
• 參考文獻(xiàn)87-95
• 致謝95-97
• 附錄97-98
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表98

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4 胡e，

本文編號(hào)：435021