本文關(guān)鍵詞：UV光催化氧化體系降解幾種全氟有機化合物研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著氟工業(yè)的迅速發(fā)展,全氟有機化合物(PFCs)因其耐熱性強、抗氧化性強、耐腐蝕性強、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和表面活性強等特點,被廣泛應(yīng)用于電鍍、染料、化工、輕紡、食品等領(lǐng)域。與此同時,有機氟工業(yè)廢水的排放量也日趨增大。由于全氟有機化合物中氫原子完全被氟所取代,形成的C-F鍵鍵能很大,使得全氟有機化合物的穩(wěn)定性極強,因此,廢水中含有的全氟有機化合物很難被生物所降解,能夠長久性的存在于環(huán)境中。有些全氟有機化合物具有生物累積性及持久性,對人類自身以及生存的環(huán)境都具有著潛在毒性,其降解現(xiàn)在已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。因此,研究對全氟有機化合物的降解方法對于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人體健康具有很重要意義。本研究以廣泛應(yīng)用于電子電器領(lǐng)域、光學(xué)領(lǐng)域、建材領(lǐng)域和醫(yī)療領(lǐng)域的全氟三丁胺(PFTBA)、全氟丁基磺酸鉀(PFBSK)、全氟辛酸(PFOA)3種全氟有機化合物為研究對象,采用波長為185 nm紫外燈照射,采用UV-Fenton法、UV-類Fenton法以及UV-TiO_2法三種體系在水相中進(jìn)行全氟有機化合物的脫氟降解反應(yīng),并通過正交實驗研究不同的影響因素影響,確定全氟三丁胺(PFTBA)、全氟丁基磺酸鉀(PFBSK)、全氟辛酸(PFOA)的最佳降解實驗條件,并對不同處理方法的處理結(jié)果進(jìn)行對比。得到的主要研究結(jié)論如下:1.采用UV-Fenton法對3種不同類型全氟有機化合物進(jìn)行降解處理的最佳實驗條件,如下:(1)UV-Fenton法降解處理全氟三丁胺的最佳處理條件為:溫度40℃、pH=3、光照強度0 cm、離子強度0.3 mol/L、催化劑Fe2+濃度10 mmol/L、Fe2+/H2O_2比例為1:150,最佳反應(yīng)時間為18小時。在最佳實驗條件下全氟三丁胺的脫氟率為59.31%。(2)UV-Fenton法降解處理全氟丁基磺酸鉀的最佳處理條件為:溫度20℃、pH=4、光照強度2 cm、離子強度0.1 mol/L、催化劑Fe2+濃度5 mmol/L、Fe2+/H2O_2比例為1:100,最佳反應(yīng)時間20小時。在最佳實驗條件下全氟丁基磺酸鉀的脫氟率為19.26%。(3)UV-Fenton法降解處理全氟辛酸的最佳處理條件為:溫度50℃、pH=5、光照強度5 cm、離子強度0.01 mol/L、催化劑Fe2+濃度3 mmol/L、Fe2+/H2O_2比例為1:150,最佳反應(yīng)時間為20小時。在最佳實驗條件下全氟辛酸的脫氟率為48.32%。2.采用UV-類Fenton法對3種不同類型全氟有機化合物進(jìn)行降解處理研究的最佳實驗條件的結(jié)論:(1)UV-類Fenton法降解處理全氟三丁胺的最佳處理條件為:溫度60℃、pH=4、光照強度0 cm、離子強度0.3 mol/L、催化劑Fe3+濃度5 mmol/L、H2O_2濃度300 mmol/L,最佳反應(yīng)時間16小時。在最佳實驗條件下全氟三丁胺的脫氟率為73.09%。(2)UV-類Fenton法降解處理全氟丁基磺酸鉀的最佳處理條件為:溫度30℃、pH=3、光照強度5 cm、離子強度0.1 mol/L、催化劑Fe3+濃度5 mmol/L、H2O_2濃度500 mmol/L,最佳反應(yīng)時間18小時。在最佳實驗條件下全氟丁基磺酸鉀的脫氟率為26.57%。(3)UV-類Fenton法降解處理全氟辛酸的最佳處理條件為:溫度20℃、pH=4、光照強度5 cm、離子強度0.1 mol/L、催化劑Fe3+濃度5 mmol/L、H2O_2濃度600 mmol/L,最佳反應(yīng)時間20小時。在最佳實驗條件下全氟辛酸的脫氟率為62.36%。3.采用UV-TiO_2降解法對3種不同類型全氟有機化合物進(jìn)行降解處理效果的研究。通過正交實驗得出了在波長185 nm紫外燈照射下的最佳處理條件的結(jié)論,如下:(1)UV-TiO_2法降解處理全氟三丁胺的最佳處理條件為:溫度40℃、pH=2、光照強度0 cm、離子強度0.01 mol/L、催化劑0.8 g/L,最佳反應(yīng)時間為20小時。在最佳實驗條件下,采用UV-TiO_2法處理全氟三丁胺的脫氟率為65.29%。(2)UV-TiO_2法降解處理全氟丁基磺酸鉀的最佳處理條件為:溫度40℃、pH=2、光照強度0 cm、離子強度0.5 mol/L、催化劑使用量0.8 g/L,最佳反應(yīng)時間20小時。在最佳實驗條件下降解全氟丁基磺酸鉀,脫氟率為15.37%。(3)UV-TiO_2法降解處理全氟辛酸的最佳處理條件為:溫度60℃、pH=4、光照強度0 cm、離子強度0.1 mol/L、催化劑使用量0.8 g/L,最佳反應(yīng)時間18小時,在最佳實驗條件下全氟辛酸脫氟率為64.21%。4.通過對同一PFCs目標(biāo)物分別采用3種不同光催化氧化體系確定的最佳條件下處理效果進(jìn)行對比分析,對比結(jié)果發(fā)現(xiàn),UV-類Fenton體系對全氟三丁胺和全氟丁基磺酸鉀的降解處理效果明顯優(yōu)于另外兩種體系,反應(yīng)過程用時較短,脫氟效果最佳,而且在實際操作用可以簡化工藝、節(jié)省成本。UV-TiO_2體系對全氟辛酸的降解處理中脫氟效果最佳,處理時間最短。實驗結(jié)果證實了三種反應(yīng)體系對全氟有機化合物的降解均有明顯效果。
【關(guān)鍵詞】：UV-Fenton UV-類Fenton UV-TiO_2 全氟有機化合物 氧化 降解
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-23
• 1.1 水處理的高級氧化技術(shù)12-16
• 1.1.1 高級氧化技術(shù)12-13
• 1.1.2 羥基自由基氧化機理13-14
• 1.1.3 UV-Fenton法14-15
• 1.1.4 UV-類Fenton法15
• 1.1.5 UV-TiO_2降解法15-16
• 1.2 全氟有機化合物16-17
• 1.2.1 全氟有機化合物16
• 1.2.2 全氟有機化合物的生產(chǎn)16-17
• 1.2.3 全氟有機化合物的環(huán)境問題17
• 1.3 全氟有機化合物降解的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 物理處理法17-19
• 1.3.2 化學(xué)處理法19
• 1.3.3 生物降解法19-20
• 1.3.4 其他處理技術(shù)20
• 1.4 本研究的目的和意義20-22
• 1.5 研究技術(shù)路線22-23
• 第二章 UV-Fenton法降解全氟有機化合物23-37
• 2.1 材料與方法23-27
• 2.1.1 實驗材料23-24
• 2.1.2 實驗儀器24
• 2.1.3 實驗設(shè)計24-26
• 2.1.4 實驗裝置26
• 2.1.5 實驗方法26
• 2.1.6 分析方法26-27
• 2.2 結(jié)果與討論27-35
• 2.2.1 UV-Fenton法對3種全氟化合物降解條件的研究28-32
• 2.2.2 最佳反應(yīng)時間的確定32-33
• 2.2.3 紫外吸收光譜圖33-35
• 2.3 本章小結(jié)35-37
• 第三章 UV-類Fenton法降解全氟有機化合物37-49
• 3.1 材料與方法37-39
• 3.1.1 實驗材料37
• 3.1.2 實驗儀器37
• 3.1.3 實驗設(shè)計37-38
• 3.1.4 實驗裝置38
• 3.1.5 實驗方法38-39
• 3.1.6 項目測定及方法39
• 3.2 結(jié)果與討論39-47
• 3.2.1 UV-類Fenton法對3種全氟化合物降解條件的研究39-44
• 3.2.2 最佳反應(yīng)時間的確定44-45
• 3.2.3 紫外吸收光譜圖45-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第四章 UV-TiO_2法降解全氟有機化合物49-60
• 4.1 材料與方法49-51
• 4.1.1 實驗材料49
• 4.1.2 實驗儀器49
• 4.1.3 實驗設(shè)計49-50
• 4.1.4 實驗裝置50
• 4.1.5 實驗方法50
• 4.1.6 項目測定及方法50-51
• 4.2 結(jié)果與討論51-58
• 4.2.1 UV-TiO_2法對3種全氟化合物降解條件的研究51-55
• 4.2.2 最佳反應(yīng)時間的確定55-56
• 4.2.3 紫外吸收光譜圖56-58
• 4.3 最佳條件下不同降解方法處理效果對比分析58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 結(jié)論60-62
• 5.1 UV-Fenton法處理3種不同類型全氟有機化合物的研究60
• 5.2 UV-類Fenton法處理3種不同類型全氟有機化合物的研究60-61
• 5.3 UV-TiO_2降解法處理3種不同類型全氟有機化合物的研究61
• 5.4 3種光催化體系降解3種全氟有機化合物對比61-62
• 參考文獻(xiàn)62-71
• 致謝71-72
• 作者簡介72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范拴喜;;寶雞市長青鎮(zhèn)冶煉廠周圍土壤重金屬污染與健康風(fēng)險評估[J];環(huán)境工程;2015年04期

2 耿平;夏仲芳;葉靖;徐敏;徐繼揚;;急性有機氟氣體中毒患者呼吸系統(tǒng)損害的特點分析[J];臨床急診雜志;2014年02期

3 任婷;李存生;;二氧化鈦光催化氧化在碳纖維生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用[J];新材料產(chǎn)業(yè);2013年11期

4 李皓;呂春祥;李永紅;;UV-Fenton氧化法處理DMSO廢水的應(yīng)用研究[J];環(huán)境工程;2013年S1期

5 邵田;張彭義;李振民;金玲;;納米針狀氧化鎵光催化降解純水和廢水中全氟辛酸[J];催化學(xué)報;2013年08期

6 徐

本文編號：273329