超声协同光催化降解水中五氯苯酚的研究

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1、天津大学硕士学位论文超声协同光催化降解水中五氯苯酚的研究姓名：王乐申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李鑫钢20061201中文摘要五氯苯酚(PCP)是一种典型的有机氯农药，属于持久性有机污染物质，具有致癌、致畸、致突变的“三致”效应。作为我国七大水系之一，海河流域近年来的水环境问题日益突出。在对海河干流和大沽排污河的水质的调查研究表明河水中五氯苯酚污染程度大大超过其它有机污染物，成为检出量最多的持久性有机污染物。控制五氯苯酚污染对控制海河持久性有机污染起着非常关键的作用。为此，本文对水中的五氯苯酚进行了降解研究

2、。首先对不同分析预处理方法进行比较，建立五氯苯酚的预处理方法和分析方法，为以后的研究提供水中五氯苯酚浓度的测定方法。本文首次将超声、光催化和微滤膜有机结合，开发出新型的膜外置式超声协同光催化反应器，对膜分离系统的工艺性能进行测试并确定产水速率的控制方法。‘使用自行开发设计的膜外置式超声协同光催化反应器对含有五氯苯酚的污水进行降解，对各操作条件对降解性能的影响进行研究，并探讨反应的动力学特性。降解动力学的研究表明同时使用超声和光催化降解方法能够使降解速率有很大提高，超声和光催化有协同作用。超声协同光催化能够有效地降解水中

3、五氯苯酚，其降解动力学在降解反应初期(60rain内)符合一级动力学模型。，为了伺时描述快慢两段的反应动力学特性，首次使用分段一级动力学来描述超声协同光催化降解水中五氯苯酚的动力学特性。利用该模型对降解反应过程进行拟合，取得了令人满意的拟合效果。利用响应面实验设计方法对超声协同光催化反应降解水中五氯苯酚的实验进行实验设计，得出反应条件优化拟合模型，通过方差分析表明该模型具有较高的回归相关性。对模型进行验证，实验值与预测值符合较好。通过模型得出了最佳实验操作条件。关键词：光催化；超声；五氯苯酚：降解；膜；响应面方法；模型

4、ABSTRACTPentachlorophenol(PCP)isatypicalkindofchlorinatedorganicpesticide．Itisalsoakindofpersistentorganicpollutants(POPs)，whichCallcausecancer，monstrosity,andmutation．AsoneofthesevenbiggestriversinChina，HaiheRiverhasbeenseverelypollutedrecently．Studiesshowthatp

5、entachlorophenolhasbecomemorethanotherorganicpollutants．Asaresult，tOcontrolthepollutionofpentachlorophenolhasbecomevitalforthepollutioncontrolinHaiheRiver．AmethodforthedeterminationofPCPisestablishedaftercomparingSPE，LLEandUSE．Ultrasonic，photocatalysisandmembran

6、earecombinedforthefirsttimetOdevelopaself-designedRecirculatedMembraneUltrasonicAassistedPhotocatalyticReactor(RMtn'R)．Performanceofthemembranesystemistested，andamethodtOcontrolthevelocityoftheoutputisdetermined．PentachlorophenolinaquaticsolutionsistreatedinRMUP

7、R．Thestudyonkineticsshowsthatthecombinationofultrasonicandphotocatalysissignificantlyenhancesthedegradationspeed．PentachlorophenolCanbeeffectivelytreatedbyultrasonicassistedphotocatalysis．Thereactionwithin60rainfollowsfirst—orderkineticsmodel．Fast—slowtwostagefi

8、rst··orderkineticsmodelisusedtodescribethedynamicsofultrasonicassistedphotocatalysistreatmentofpentachlorophenolfortheveryfirsttime。Themodeldescribesthedegradationqui