光催化%2f微滤膜方法在腐殖酸降解中的应用

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1、光催化／微滤膜方法在腐殖酸降解中的应用摘要本文主要研究了采用微滤膜(MF)，紫外线和光催化剂对水溶液状态下腐殖酸的光催化降解反应的影响。实验研究了在淹没式的膜反应器中，光催化过程中的腐殖酸和二氧化钛的相互反应。讨论重点为不同条件对腐殖酸去除的影响，比如不同的腐殖酸的起始浓度，不同的紫外线照射强度等。在实验中，作者分析了反应中腐殖酸吸附至二氧化钛表面再从其表面解吸形成某中间产物，然后该中间产物再迸一步吸附至二氧化钛表面的过程，从而进一步深入了解了腐殖酸的降解机理。虽然由于腐殖酸结构的复杂性，我们难以断定生成的中间产物的化学结构时，但是通过分析，解析现象可以这样理解，首先在在紫外光子照射下，部分

2、腐殖酸和二氧化钛分子之间的联接被破坏从而产生了某种中间产物，但是在接下来紫外光子的继续照射下，破坏了腐殖酸中的芳香基团结构导致了此中间产物的进一步氧化，从而使得254nm波长下的紫外吸收度和总有机含碳量连续减小。同时，从废水样和过滤水的吸附等温线说明了腐殖酸从二氧化钛表面吸附以及解吸的反应机理，也证明了腐殖酸从原大分子转换为某种中间产物以及其从二氧化钛表面解吸的过程。为了提高天然有机碳的去除率，作者也研究了氧化铁粒子的用量对去除腐殖酸的影响。在搅动式动态连续反应操作中．根据质量守恒定律和Langmuir—Hinshelwood吸附曲线可以计算出腐殖酸的光降解动力学系数k(反应常数)和K(平衡

3、吸附系数)，从而可以进一步从理论上理解水溶液中腐殖酸的光催化降解动力过程。在光化学膜反应器中，不同流量下，不同二氧化钛的使用浓度以及不同的供给水的组成成分，对膜的渗透性能也有不同的影响。最后作者用一种新型的分析模型来评估膜污染从而可以建立最理想的操作条件并有助于膜反应器的设计和操作。关键词：超滤膜腐殖酸光催化降解二氧化钛膜污染污水作者：陶然指导教授：赵建平副教授秋光镐副教授(韩国大邱大学)毙整纯／_镦滤膜方法程耩整黢海解孛豹瘟臻AbstractAbstract。Photodegradationofhumicacids(HAs)inaqueoussolutionWaSinvestigatedu

4、singcombinedphotocatalysis／microfiltrationsystems．TheeffectsofinitialHAsconcentration，andUVirradiationintensityonHAsremovalwereassessedinthebatchoperation．ThedesorptionofHAsfromTi02surfacesWaSobservedattheinitialstage，whichcouldbeattributedtothebreakageofthecoordinativebindingbetweenHAsandTi02surfa

5、cesresultingfromtheirradiationofUVphotons。However，furtheroxidativephotodegradationofHAsintermediatescausedthebreakdownofaromaticstructuresinHAsleadingtoacontinuousdecreaseinUV254andTOC．Also，themechanismsofadsorptionanddesorptionofHAtotheTi02surfaceswereelucidatedbyadsorptionisothermsoffeedwaterandp

6、ermeate，whichverifiedtheconversionoforiginalHAsintosomeintermediatesandtheirdesorptionfromtheTi02．Thephotodegradationefficiencyincreasedbytheadditionofironoxideparticles(IOPs)togetherwithTi02．Duringthelongtime，continuousoperation，thekineticsofphotodegradationWaSinvestigatedtoesthilatetheMicrofittra

7、tion《MF)systemperformance．It、^傩discoveredthatmembranefoulingbecamesignificantalongwithlowernaturalorganicmatter(N0旧removalasaresultofdepositionofHAscombiningwithTi02particlesontothemembranesurfaces。Therefor