發(fā)布時間：2017-06-09 09:18

  本文關(guān)鍵詞：基于過渡金屬氧化物降解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40年代至60年代間廣泛使用的有機氯農(nóng)藥,在很大程度上提高了當時社會的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,并且為防治蟲媒傳染疾病做出了巨大的貢獻,保護人們免瘧疾、登革熱等疾病的傷害,拯救了上千萬人的性命。但是,由于有機氯農(nóng)藥本身具有環(huán)境持久性、長期殘留性、生物富集性、半揮發(fā)性以及長距離遷移性和生物毒性的特點,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)當中大量累積,并隨食物鏈而富集,進入人體內(nèi)。近年來,以滴滴涕為代表的有機氯農(nóng)藥對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的威脅日益凸顯,研究有機氯農(nóng)藥的降解技術(shù)也成為研究者們關(guān)注的重點。基于羥基自由基(·OH)或硫酸根自由基(S04·-)的高級氧化技術(shù)是近些年發(fā)展起來的處理難降解有機污染物的新技術(shù),具有氧化能力強,礦化程度高的特點。基于此,本文圍繞基于·OH和S04·-的非均相高級氧化技術(shù),以過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,并對其反應(yīng)動力學、反應(yīng)的影響因素以及降解機理路徑進行分析,主要的研究內(nèi)容如下：(1)通過水熱法合成Fe203納米片,再以NiCl2為鎳源,N2H4為還原劑,水熱合成了單質(zhì)鎳負載的鐵氧化物(Ni@FeOx)作為非均相Fenton體系的催化劑�？刂坪铣蛇^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,當鎳源使用量超過鐵元素的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。對不同的催化劑的催化效果進行測試,其中40%Ni@Fe3O4具有最好的催化效果,在8h內(nèi)DDT降解率達到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132.6 m2/g,可以在溶液中與PMS充分接觸從而促進其活化效果,采用CoFe2O4活化PMS催化降解DDT的降解率可達95.2%,優(yōu)于Fe304和C0304。對降解產(chǎn)物的定量與定性分析表明,DDT的降解主要是通過脫氯過程與羥基化過程實現(xiàn)的,在第一步降解中主要生成的產(chǎn)物為DDE,之后通過逐漸的氧化反應(yīng),使得碳鏈斷裂,苯環(huán)開環(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的降解效果與實際的應(yīng)用。通過XRD、SEM、GC和GC-MS等測試手段對其成分、結(jié)構(gòu)和降解效果進行表征。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)降解實驗表明,在三個連續(xù)的降解實驗之后,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)定的一個原因。此外,通過外加磁場的幫助,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 過渡金屬氧化物 非均相芬頓反應(yīng) 過一硫酸鹽
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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的檢測技術(shù)18-20
• 1.3 DDT的降解途徑及機理概述20-28
• 1.3.1 微生物修復21-23
• 1.3.2 物理吸附及高溫熱解法23-25
• 1.3.3 化學催化降解法25-28
• 1.4 高級氧化技術(shù)28-33
• 1.4.1 基于羥基自由基的高級氧化技術(shù)28-30
• 1.4.2 基于硫酸根自由基的高級氧化技術(shù)30-32
• 1.4.3 基于高級氧化技術(shù)降解DDT的研究32-33
• 1.5 本論文的主要研究內(nèi)容33-35
• 第二章 實驗材料及測試方法35-41
• 2.1 實驗材料及設(shè)備35-37
• 2.1.1 實驗材料35-36
• 2.1.2 實驗設(shè)備36-37
• 2.2 材料的表征與降解性能的測試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標準溶液的配置及濃度的測定39-41
• 第三章 基于Ni負載鐵氧化物非均相Fenton法降解DDT的性能研究41-57
• 3.1 引言41-42
• 3.2 實驗方案42-43
• 3.2.1 合成Fe_2O_3前驅(qū)體42
• 3.2.2 合成Ni@FeO_X復合材料42
• 3.2.3 非均相Fenton法降解DDT實驗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DDT降解結(jié)果的影響47-49
• 3.3.5 初始pH對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—硫酸鹽降解DDT的性能研究57-73
• 4.1 引言57-58
• 4.2 實驗方案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氧化技術(shù)降解DDT實驗58-59
• 4.3 結(jié)果與討論59-71
• 4.3.1 XRD測試結(jié)果與分析59
• 4.3.2 SEM測試結(jié)果與分析59-60
• 4.3.3 BET比表面積與孔徑分布測試結(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DDT降解結(jié)果的影響63-64
• 4.3.6 初始pH對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—硫酸鹽降解DDT的性能研究73-85
• 5.1 引言73-74
• 5.2 實驗方案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氧化技術(shù)降解DDT實驗74-75
• 5.3 結(jié)果與討論75-84
• 5.3.1 XRD測試結(jié)果與分析75-76
• 5.3.2 SEM測試結(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87-95
• 致謝95-97
• 附錄97-98
• 學位論文評閱及答辯情況表98

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王志魁 ,陳振新;二元非均相恒沸物精餾的探討[J];北京化工學院學報;1979年03期

2 房鼎業(yè);;固定床反應(yīng)器的非均相模型和二維模型[J];化肥設(shè)計;1982年02期

3 ;四氫呋喃—水—正己烷三元非均相恒沸精餾[J];塑料工業(yè);1978年03期

4 都麗紅;;第九屆全國非均相分離技術(shù)學術(shù)交流會暨非均相分離專業(yè)組成立20周年慶祝會在甬舉行[J];化工裝備技術(shù);2007年06期

5 ;乙醇—水—正己烷三元非均相恒沸精餾[J];石油化工;1976年04期

6 王志魁;陳振新;;二元非均相恒沸物的精餾[J];石油化工;1979年12期

7 吳兆宏;;二元非均相恒沸蒸餾的圖解法[J];南京工業(yè)大學學報(自然科學版);1979年02期

8 方文軍，林瑞森;非均相電解質(zhì)物料的焓值測定[J];浙江化工;1996年04期

9 莊蓓;;第十一屆全國非均相分離學術(shù)交流會在深圳閉幕[J];化工裝備技術(shù);2013年06期

10 都麗紅;第八屆全國非均相分離學術(shù)交流會暨非均相分離新型技術(shù)設(shè)備推廣會在黃山召開[J];化工裝備技術(shù);2005年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 殷實;王煒罡;葛茂發(fā);;二乙胺在甲磺酸表面的非均相化學研究[A];中國化學會第27屆學術(shù)年會第02分會場摘要集[C];2010年

2 王曉麗;吳功德;李軍平;肖�？�;魏偉;孫予罕;;非均相鉻(Ⅲ)配合物綠色催化氧化苯甲醇合成苯甲醛[A];第十一屆全國青年催化學術(shù)會議論文集（上）[C];2007年

3 趙岳;申曉莉;陳忠明;黃道;;大氣過氧化氫在清潔和老化的礦質(zhì)顆粒物表面非均相反應(yīng)動力學與機理[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

4 周建威;楊玉昆;徐廣智;;非均相電子轉(zhuǎn)移的探討[A];第四屆全國波譜學學術(shù)會議論文摘要集[C];1986年

5 劉俊鋒;余運波;賀泓;;羰基硫在Al_2O_3和SiO_2上的非均相催化氧化反應(yīng)[A];第十三屆全國催化學術(shù)會議論文集[C];2006年

6 葉春翔;朱彤;張澤鋒;李宏軍;;二氧化氮在海鹽表面的非均相研究[A];第十五屆全國光散射學術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

7 張翠;李艷;邊文越;張寅清;劉雙喜;;非均相手性加氫催化劑吸附H_2／CO的原位浸反射紅外表征[A];第十三屆全國催化學術(shù)會議論文集[C];2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 楊清;處理含聚丙烯酰胺廢水的非均相催化氧化法和吸附法[D];西南石油大學;2014年

2 謝之潤;基于過渡金屬氧化物降解DDT性能的研究[D];山東大學;2016年

3 錢怡;非均相鈀催化劑的合成、表征和催化性能的探究以及covariance核磁共振譜的研究[D];華東師范大學;2015年

4 胡e，

本文編號：435021