超声场-光催化氧化-无机膜分离集成过程的研究

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1、*女{：TQ028s{{型竺苎竺里仑肥工学大警硕士学位论文。论文题目：超声场一光催化氧化一无机膜分离学位类别羹成过程的研究学历硕士学科专业：(工程领域)竺兰三堡作者姓名导师姓名完成时间赵先治崔鹏教授2007年6月超声场一光催化氧化一无机膜分离集成过程的研究摘要论文设计、开发了一种超声场强化光催化．无机膜分离集成反应器。在此集成反应器中。分别以Ti02粉体颗粒、聚丙烯酰胺高分子溶液为分离对象，系统地考察了操作参数与溶液条件等对膜分离性能的影响，并对低浓度甲基橙溶液的光催化氧化降解脱色过程进行了研究，对集成反应器中膜分离与光催化反应的机理进行了初步探讨。设计、开发的连续式、多功能超声一光催化一膜分

2、离集成反应器集中了超声场、光催化、膜分离技术及反冲的特点，具有中试能力，可使催化剂Ti02的截留率达99．9％，对低浓度甲基橙溶液的脱色率提高5-9％，解决了光催化效率低、催化剂回收难的问题。论文以Ti02超细微粉为对象，研究了超声场强化无机膜微滤超细固体颗粒的过程。确定了无机膜微滤Ti02微粉颗粒的优化条件：操作压力O．1．0．15MPa，错流速度O．8m·s～，溶液浓度1．0g-L-101．5g-L一，溶液温度298K．303K，pH值2．0．4．0之间，超声功率100W。在此条件下，超声场作用使膜通量提高了5％．7％。同时，分析了超声场强化无机膜微滤Ti02微粉的机理。论文以Ti02光催

3、化氧化降解低浓度甲基橙溶液为研究内容，考察了催化剂用量、溶液初始浓度、反应温度、超声功率等因素对光催化氧化降解过程的影响，得到了优化降解条件：pH值为4，反应温度308K，溶液初始浓度15mg．L～，错流速度1．0m．S～，催化剂用量lg．L一，超声波功率48w，光强30W，在此优化条件下，超声场可使甲基橙溶液脱色率提高5％，Ti02颗粒截留率99．9％。同时，论文对超声场强化光催化氧化降解甲基橙溶液的反应机理进行了分析。以聚丙烯酰胺为代表，研究了超声场强化大分子溶液微滤过程。优化微滤分离条件：操作压力0．10MPa，错流速度1．0m·s～，溶液浓度1．0g·L-1，溶液温度303K，pH值为

4、11，超声功率100W，超声场可提高膜通量12％．15％。关键词：膜分离，光催化，超声，反应器StudyontheUltrasound-·Photocatalysis--InorganicMembraneCouplingReactorAbstractAnintegratedreactorofultrasound··photocatalysis·-membranewasdesignedinthisthesis．Themicro·filtrationofTi02suspensionandofpolyacrylamidesolutionwasstudiedinthisreactor,andtheph

5、otocatalyticdegradationofthemethyl-orangesolutionoflowconcentrationwasinvestigatedtoo．Thisreactorwasmultifunctional，andintegratedtheadvantagesofultrasoundfieldwiththephotocatalyticdegradationandthemembranetechnology．Itcanbeappliedforamplificationprocesses．Withtheadditiveoftheultrasoundfield，therejec

6、tionrateofTi02particlesreachedto99．9％．andthedegradationratetothemethylorangesolutioncouldbeincreasedby5％一7％Resultsshowedthatthereactorwaseffectiveandfeasibletoimprovetheseparationprocess．TheprocessofmembraneseparationwiththeultrasoundwasinvestigatedinthesystemofTi02suspension．Theoperationparametersw

7、ereoptimizedwithoperationpressureO．1-0．15MPa，cross-flowvelocity0．8m’s一，solutionconcentration1．0g’Lq_1．5g‘L～andpH2．0—4．0，undertheconditionofultrasoundpower100W．Thepermeatefluxwasincreased5％-7％withabove