膜過濾技術越來越廣泛地應用于飲用水處理中,但地表水中含有的腐殖酸（HA, Humic Acid）物質是一種膜污染物質,在膜過濾過程中會引起較為嚴重的膜污染現(xiàn)象,并會在消毒過程中產生對人體有害的消毒副產物。因此,本論文提出光催化—膜組合工藝用以去除腐殖酸,其中,光催化技術作為膜過濾技術的預處理工藝,能夠降解腐殖酸,減輕膜污染。光催化技術是光催化—膜組合工藝的重要部分,為了正確應用光催化技術,必須深刻理解光催化氧化降解腐殖酸的基本規(guī)律。光催化—膜組合工藝作為一項新型的水處理技術,對其除污染效能、膜污染性質等方面的研究對該技術的實際應用具有重要意義。為了防止納米TiO2在膜組合工藝中的流失以及防止膜污染,本研究中采用溶膠凝膠法制備了硅膠負載型TiO2作為光催化劑。此外,光催化—膜組合工藝實現(xiàn)了光催化反應的自動連續(xù)運行,為考察光催化劑TiO2的連續(xù)使用情況,以及催化劑的失效原因提供了研究條件,為光催化技術的實際應用打下基礎。本文主要進行了光催化—膜組合工藝去除腐殖酸的效能研究,去除腐殖酸的影響因素研究,膜污染研究,以及組合工藝中光催化降解腐殖酸機理和光催化劑TiO2的失效機理研究。研究了光催化... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：144 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和研究目的及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 光催化反應機理
        1.2.2 光催化反應動力學
        1.2.3 光催化劑制備方法
        1.2.4 光催化劑失效機理
        1.2.5 光催化劑再生方法
        1.2.6 腐殖酸的性質
        1.2.7 光催化—膜組合工藝
    1.3 研究內容
第2章 試驗材料與方法
    2.1 試驗用水
    2.2 試驗裝置
        2.2.1 光催化反應器
        2.2.2 光催化—膜組合工藝
    2.3 試驗方法
        2.3.1 吸附等溫線的測定方法
        2.3.2 熒光分光光度法測定羥基自由基方法
        2.3.3 分子量分布分析方法
254 和TOC分析方法">        2.3.4 UV₂₅₄ 和TOC分析方法
        2.3.5 三維熒光激發(fā)—發(fā)射矩陣分析方法
        2.3.6 同步掃描熒光光譜分析方法
        2.3.7 溶解氧和pH值的連續(xù)測定方法
        2.3.8 掃描電鏡分析方法
        2.3.9 超濾杯膜過濾試驗方法
        2.3.10 傅里葉變換紅外光譜分析方法
2 的制備及表征">    2.4 硅膠負載型TiO₂ 的制備及表征
2 的制備">        2.4.1 硅膠負載型TiO₂ 的制備
2 的表征">        2.4.2 硅膠負載型TiO₂ 的表征
    2.5 試驗試劑與儀器
第3章 光催化—膜組合工藝去除腐殖酸效能研究
    3.1 引言
    3.2 靜態(tài)光催化降解腐殖酸的效能
254, Color₄₃₆ 和TOC分析芳香度和礦化度的變化">        3.2.1 UV₂₅₄, Color₄₃₆ 和TOC分析芳香度和礦化度的變化
254 分析有機物芳香碳含量的變化">        3.2.2 SUVA₂₅₄ 分析有機物芳香碳含量的變化
        3.2.3 分子量分布的變化
        3.2.4 3D-EEM分析有機物結構和官能團的變化
        3.2.5 SFS分析有機物結構和官能團的變化
    3.3 光催化—膜組合工藝去除腐殖酸效能
        3.3.1 對TOC的去除效能
        3.3.2 紫外—可見分光光譜分析有機物芳香性的變化
254分析有機物芳香碳含量的變化">        3.3.3 SUVA₂₅₄分析有機物芳香碳含量的變化
        3.3.4 分子量分布的變化
        3.3.5 3D-EEM分析有機物結構和官能團的變化
    3.4 本章小結
第4章 光催化—膜組合工藝去除腐殖酸影響因素研究
    4.1 引言
    4.2 靜態(tài)光催化降解腐殖酸的影響因素
        4.2.1 反應條件對反應速率常數的影響
        4.2.2 無機離子對光催化降解腐殖酸的影響
    4.3 光催化—膜組合工藝去除腐殖酸效能的影響因素
        4.3.1 腐殖酸初始濃度對光催化—膜組合工藝效能的影響
        4.3.2 膜通量對光催化—膜組合工藝效能的影響
        4.3.3 無機離子對光催化—膜組合工藝效能的影響
        4.3.4 運行方式對光催化—膜組合工藝效能的影響
    4.4 本章小結
第5章 光催化—膜組合工藝的膜污染性質研究
    5.1 引言
    5.2 靜態(tài)光催化降解過程中腐殖酸及混合液膜污染性質變化
        5.2.1 光催化降解過程中腐殖酸膜污染性質的變化
        5.2.2 光催化降解過程中混合液膜污染性質的變化
    5.3 光催化—膜組合工藝的膜污染性質
        5.3.1 光催化—膜組合工藝與直接微濾工藝的膜污染性質對比
        5.3.2 光催化—膜組合工藝與活性炭—膜組合工藝的膜污染性質對比
    5.4 光催化—膜組合工藝的膜污染影響因素
        5.4.1 腐殖酸初始濃度對光催化—膜組合工藝膜污染的影響
        5.4.2 膜通量對光催化—膜組合工藝膜污染的影響
        5.4.3 無機離子對光催化—膜組合工藝膜污染的影響
        5.4.4 運行方式對光催化—膜組合工藝膜污染的影響
    5.5 本章小結
第6章 光催化—膜組合工藝中的機理研究
    6.1 引言
2 對腐殖酸的吸附機理">    6.2 TiO₂ 對腐殖酸的吸附機理
2 對腐殖酸的吸附原理">        6.2.1 TiO₂ 對腐殖酸的吸附原理
2 對腐殖酸的吸附過程">        6.2.2 TiO₂ 對腐殖酸的吸附過程
2 對腐殖酸的吸附等溫線">        6.2.3 TiO₂ 對腐殖酸的吸附等溫線
    6.3 光催化降解腐殖酸機理
        6.3.1 羥基自由基的作用
        6.3.2 光生空穴的作用
        6.3.3 氧氣的作用
        6.3.4 光催化過程中溶解氧和pH值的變化
2O₂ 對光催化降解腐殖酸的影響">        6.3.5 H₂O₂ 對光催化降解腐殖酸的影響
2 失效機理及再生方法">    6.4 光催化劑TiO₂ 失效機理及再生方法
2 的失效機理">        6.4.1 光催化劑TiO₂ 的失效機理
2 再生方法">        6.4.2 光催化劑TiO₂ 再生方法
    6.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]環(huán)境污染物的光催化降解:活性物種與反應機理[J]. 許宜銘.  化學進展. 2009(Z1)
[2]納米TiO2光催化氧化苯甲酸[J]. 王永強,于秀娟,張秀霞,劉芳.  中國石油大學學報(自然科學版). 2009(01)
[3]稀土摻雜納米TiO2光催化降解氯胺磷[J]. 尹荔松,朱劍,聞立時,楊碩,謝琦谞.  中南大學學報(自然科學版). 2009(01)
[4]臭氧提高納米TiO2光催化活性的ESR分析[J]. 葉苗苗,陳忠林,沈吉敏,賁岳,劉小為.  影像科學與光化學. 2008(06)
[5]Eu/TiO2光催化降解部分水解聚丙烯酰胺影響因素研究[J]. 李金環(huán),康萬利,閆文華,劉忠和,郭伊荇.  分子催化. 2008(03)
[6]亞甲基藍的CuO/TiO2-H2O2光催化脫色效果及影響因素[J]. 吉芳英,邱雁,徐璇,袁云松.  環(huán)境化學. 2008(03)
[7]TiO2光催化降解微污染水中腐殖酸的研究[J]. 劉旭東,胡桂玲,劉孝欣,王燁.  氣象與環(huán)境學報. 2008(02)
[8]Fe2O3-TiO2光催化劑的制備及其對堿性嫩黃的降解[J]. 孫旋,劉紅,倪昕.  水處理技術. 2008(04)
[9]TiO2光催化還原有機廢水中Cr（VI）的研究[J]. 齊普榮,王光輝.  環(huán)境科學與管理. 2006(06)
[10]超聲協(xié)同TiO2光催化降解酸性大紅染料的研究[J]. 李蕊,趙景聯(lián),孫亞萍.  應用化工. 2006(06)



本文編號：2947646