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多能场协同紫外光催化降解废水中有机污染物的研究

钟春妮

  紫外光催化降解技术是近年来出现的一种先进的水处理技术,它能彻底破坏有机物,没有二次污染,不需消耗光以外的其它物质,可降低能耗和原材料消耗,进行的条件简单,因而是一种很有前途的水处理方法。近年来,作为一种新的技术,半导体光催化技术在废水处理、新能源开发、空气净化、有机合成等领域日益受到重视,已有大量研究证明众多难降解有机污染物在光催化的作用下得到有效的去除和降解。目前,对这种方法的理论和实验研究是环境工程水处理方面的热门课题。但对光催化降解方法而言,以TiO_2为典型代表的光催化剂量子效率低是限制其走向应用的致命缺点,而多能场的协同作用有可能是紫外光催化降解方法走向大规模工业应用的重要促进因素,因此对这一方向上的系统深入研究具有重要的意义和价值。少数研究者已开始考虑利用各种能场的协同效应来强化紫外光催化降解。利用其它能场来强化紫外光催化降解技术处理废水,尤其是处理难以生化降解的“三致”(致癌,致畸,致突)污染物,是当前世界水处理科学的前沿研究领域。目前此项工作尚处于探索时期,要真正在实际中得到应用,需对之进行比较系统的研究。本论文旨在开创两个以上的能场协同紫外光催化降解处理废水的研究,探索其降解效果及其一般规律,以期为这一课题的进一步深入充奠基础。本课题在光源、反应器和光催化剂及其负载方式相对固定的条件下,通过对模拟甲基橙废水的光催化降解来较系统地探索超声场、电场对紫外光催化降解废水的协同效应,初步总结出光-声、光-电、光-声-电等组合效应处理废水的一般规律,并获得光-声-电组合降解模拟废水的最佳组合条件。实验研究结果表明:单能场的紫外光催化降解效果并不理想,而与超声波、电场结合之后其降解效率大为提高;光-声-电三能场的协同效应更为明显。在紫外光波长为366nm、功率为125W时,对于浓度为4mg/l的甲基橙溶液来说,光-声-电降解处理的最佳组合条件为:频率为21.33KHz,声强为3.75W/cm~2,电压为20V。在最佳条件下,溶液降解3Om如的脱色率可达90%左右,而降解90min脱色率可大于95%。……   
[关键词]:光催化降解;超声波;电场;协同效应
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2003年