含鈦Lewis acids促臭氧及臭氧-過(guò)氧化氫氧化體系的研究.pdf

1、本論文首先綜述了臭氧的物理化學(xué)性質(zhì)和在水處理方面的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),重點(diǎn)探討了O3/H2O2水處理體系。基于臭氧水處理領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和O3/H2O2體系的不足,提出了一種含鈦Lewis acids促臭氧及臭氧/過(guò)氧化氫的高級(jí)氧化體系,并對(duì)其氧化效能進(jìn)行了研究。本論文的研究?jī)?nèi)容主要包括三部分:含鈦蜂窩陶瓷催化臭氧化降解苯乙酮的研究；含鈦蜂窩陶瓷促O3/H2O2氧化降解乙酸的研究；鈦硅分子篩TS-1促O3/H2O2氧化降解乙酸的研究。
　　

2、 在第三章中,研究了含鈦蜂窩陶瓷催化臭氧化降解苯乙酮的氧化效能。結(jié)果表明,含鈦蜂窩陶瓷能顯著提高臭氧化的降解效率,其中酸性條件下提升更為明顯。叔丁醇的試驗(yàn)表明該體系遵循羥基自由基·OH氧化機(jī)理。含鈦蜂窩陶瓷催化臭氧化降解苯乙酮的動(dòng)力學(xué)可分為兩個(gè)階段,第一階段的表觀動(dòng)力學(xué)常數(shù)為8.77×104 s-1,Rct為10.34×10-10；第二階段的表觀動(dòng)力學(xué)常數(shù)為4.63×10-3 s-1,Rct為172.34×10-10?；诮到膺^(guò)程的色度

3、變化和水樣原子吸收的分析結(jié)果,結(jié)合降解動(dòng)力學(xué)可以推測(cè):降解過(guò)程中含鈦蜂窩陶瓷中Ti(Ⅳ)的溶出是苯乙酮降解效率提高的主導(dǎo)因素。
　　 在第四章中,研究了含鈦蜂窩陶瓷和過(guò)氧化氫共存條件下臭氧化降解乙酸的效率。結(jié)果表明,含鈦蜂窩陶瓷和過(guò)氧化氫共存是臭氧化降解乙酸的必要條件,含鈦蜂窩陶瓷的加入量和過(guò)氧化氫的濃度越大乙酸的降解效果越好。不同pH值條件下乙酸的降解實(shí)驗(yàn)和飽和臭氧水中液相臭氧分解的動(dòng)力學(xué)分析表明,含鈦蜂窩陶瓷促O3/H2O2

4、氧化體系可以在強(qiáng)酸性介質(zhì)中有效產(chǎn)生·OH。Ti(Ⅳ)和過(guò)氧化氫生成的黃色配合物(Ti2O52+)促進(jìn)臭氧分解產(chǎn)生了·OH,從而使得乙酸得到有效的降解。
　　 在第五章中,研究了酸性條件下鈦硅分子篩TS-1促O3/H2O2氧化體系降解水中乙酸的效率。結(jié)果表明,TS-1促O3/H2O2降解乙酸有良好的效果,TS-1和過(guò)氧化氫共存是臭氧化降解乙酸的必要條件。叔丁醇的試驗(yàn)表明該體系遵循·OH氧化機(jī)理,在本實(shí)驗(yàn)條件下,O3/H2O2和O3

5、/H2O2/TS-1的Rct值分別為1.62×10-8和8.67×10-7。然而研究發(fā)現(xiàn),TiO2與H2O2共存并不能提高臭氧化降解乙酸的效率,表明含鈦Lewisacids中鈦的不同物相會(huì)對(duì)該體系產(chǎn)生重要的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)象,TS-1促O3/H2O2氧化體系的反應(yīng)機(jī)理與含鈦蜂窩陶瓷促O3/H2O2氧化降解乙酸機(jī)理類似。
　　 綜上所述,在酸性條件下一些含鈦Lewis acids(如含鈦蜂窩陶瓷和鈦硅分子篩TS-1等)和過(guò)氧