臭氧催化氧化技術是水處理高級氧化技術的一個重要組成,而其中催化劑又起到十分重要的作用。本文成功制備了負載型Ce/AC催化劑和核殼式磁性二氧化鈰催化劑,著重考察各種催化劑(活性炭、負載型Ce/AC催化劑和核殼式磁性二氧化鈰催化劑)對醫(yī)藥廢水的催化降解效率,探討催化臭氧氧化體系中催化劑結構與降解效率的關系。在已建立的臭氧氧化體系的基礎上,投加催化劑并比較降解效果,探討各種催化劑性能和污染物催化降解路徑。基于單獨臭氧氧化和催化臭氧氧化降解動力學特性研究、礦化率對比、反應影響因素考察、臭氧利用率比較以及反應機理分析,探討各種催化劑催化臭氧氧化協(xié)同強化效應和實際應用價值。 首先以對乙酰氨基酚(APAP)為模型污染物,用單獨臭氧氧化降解撲熱息痛。研究了pH、臭氧投加量、初始濃度等影響因素對臭氧氧化APAP的影響；分析了臭氧氧化APAP的中間產(chǎn)物、可能的降解路徑及降解機理；建立了臭氧降解模擬廢水中的APAP去除動力學方程。為后續(xù)的實驗提供基礎數(shù)據(jù)。 其次以典型解熱鎮(zhèn)痛藥對乙酰氨基酚為模型污染物,采用活性炭作為催化劑,開展了催化臭氧降解對乙酰氨基酚的研究。探討了臭氧/活性炭體系的協(xié)同作用,研究了...

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 典型醫(yī)藥廢水污染物及其危害
        1.2.1 含對乙酰氨基酚廢水的特性及其危害
        1.2.2 含對甲基苯磺酸廢水的特性及其危害
        1.2.3 含鄰乙酰水楊酸廢水的特性及其危害
    1.3 常用的醫(yī)藥廢水處理的高級氧化技術
        1.3.1 濕式氧化
        1.3.2 光化學氧化
        1.3.3 電化學氧化
        1.3.4 超聲氧化法
        1.3.5 化學氧化
    1.4 催化臭氧氧化技術
        1.4.1 催化臭氧氧化技術概述
        1.4.2 均相催化臭氧氧化技術研究現(xiàn)狀
        1.4.3 非均相催化臭氧氧化技術研究現(xiàn)狀
        1.4.4 催化臭氧氧化技術前景與展望
    1.5 稀土催化臭氧氧化技術
        1.5.1 稀土
        1.5.2 稀土催化臭氧氧化效能研究
        1.5.3 稀土催化臭氧氧化機理研究
        1.5.4 稀土催化臭氧氧化技術前景與展望
    1.6 磁性稀土臭氧催化劑的研究
        1.6.1 磁性稀土臭氧催化劑的結構特點
        1.6.2 磁性稀土臭氧催化劑材料的選擇
        1.6.3 磁性稀土臭氧催化劑的合成思路
        1.6.4 磁性稀土臭氧催化劑的前景及展望
    1.7 課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.7.1 存在問題
        1.7.2 研究內(nèi)容
        1.7.3 技術路線
        1.7.4 課題創(chuàng)新之處
第二章 實驗裝置與分析測試方法
    2.1 實驗材料和儀器
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗過程
    2.3 催化劑的制備
        2.3.1 活性炭負載鈰(Ce/AC)催化劑的制備
        2.3.2 磁性二氧化鈰(Fe₃O₄@SiO₂@CeO₂)催化劑的制備
    2.4 分析測試方法
        2.4.1 三種目標污染物的液相色譜方法
        2.4.2 中間產(chǎn)物的測定
        2.4.3 模擬廢水處理過程中CODcr及TOC的測定
        2.4.4 BOD₅的測定
        2.4.5 液相和氣相中臭氧濃度的測定
        2.4.6 小分子酸及陰離子濃度的測定
        2.4.7 催化劑的表征
第三章 臭氧降解對乙酰氨基酚及動力學研究
    3.1 工藝參數(shù)的影響
        3.1.1 pH的影響
        3.1.2 APAP初始濃度的影響
        3.1.3 臭氧投加量的影響
    3.2 礦化效率
    3.3 中間產(chǎn)物變化情況及可能的降解路徑
        3.3.1 中間產(chǎn)物變化情況
        3.3.2 APAP可能的降解路徑
    3.4 對乙酰氨基酚降解動力學
    3.5 本章小結
第四章 活性炭催化臭氧氧化對乙酰氨基酚的機理研究
    4.1 協(xié)同效應
    4.2 工藝參數(shù)的優(yōu)化
        4.2.1 pH的影響
        4.2.2 APAP初始濃度的影響
        4.2.3 臭氧投加量的影響
        4.2.4 活性炭投加量的影響
    4.3 可生化性的評價
    4.4 降解過程中小分子酸的變化情況
    4.5 吸附-氧化動力學模型分析
    4.6 臭氧-活性炭體系的機理探討
        4.6.1 自由基捕獲劑的影響
        4.6.2 活性炭表面性質(zhì)的變化
        4.6.3 活性炭催化臭氧氧化機理
    4.7 活性炭的重復使用性
    4.8 本章小結
第五章 活性炭負載鈰催化臭氧降解對甲基苯磺酸的研究
    5.1 催化劑的表征
        5.1.1 X射線衍射(XRD)分析
        5.1.2 比表面積(BET)分析
        5.1.3 掃描電鏡(SEM)分析
        5.1.4 催化劑組成元素(EDX)的分析
        5.1.5 傅立葉紅外光譜(FT-IR)分析
    5.2 Ce/AC催化劑的催化活性
    5.3 影響因素的優(yōu)化
        5.3.1 pH的影響
        5.3.2 p-TSA初始濃度的影響
        5.3.3 臭氧投加量的影響
        5.3.4 不同Ce負載量的影響
        5.3.5 不同催化劑投加量的影響
    5.4 中間產(chǎn)物及可能的降解路徑
        5.4.1 小分子酸及有關陰離子的變化
        5.4.2 p-TSA可能降解路徑分析
    5.5 Ce/AC在催化臭氧化中的作用
    5.6 本章小結
第六章 核殼式磁性CeO₂催化劑催化氧化ASA的研究
    6.1 Fe₃O₄@SiO₂@CeO₂催化劑的表征
        6.1.1 XRD表征
        6.1.2 FT-IR表征
        6.1.3 TEM和SEM表征
        6.1.4 EDX表征
    6.2 Fe₃O₄@SiO₂@CeO₂催化劑催化活性的測試
    6.3 Fe₃O₄@SiO₂@CeO₂催化劑催化臭氧氧化機理
    6.4 中間產(chǎn)物及可能的降解路徑
    6.5 Fe₃O₄@SiO₂@CeO₂催化劑穩(wěn)定性及重復使用性測試
    6.6 本章小結
第七章 結論與建議
    7.1 結論
    7.2 建議
參考文獻
致謝
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本文編號：4033655