電站鍋爐補(bǔ)給水中腐植酸的去除研究.pdf

1、電站鍋爐補(bǔ)給水中有機(jī)物在高溫高壓下分解產(chǎn)生一些導(dǎo)致鍋爐和汽輪機(jī)組中金屬材料遭到腐蝕的酸性物質(zhì)，使得爐水pH值下降，導(dǎo)致水冷壁管結(jié)垢和腐蝕，引發(fā)鍋爐爆管等事故；引起過熱蒸汽、飽和蒸汽中氫電導(dǎo)率上升，導(dǎo)致蒸汽品質(zhì)下降；引發(fā)汽輪機(jī)中葉片和葉輪合金鋼的酸腐蝕和應(yīng)力腐蝕損壞，減短汽輪機(jī)壽命，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。隨著環(huán)境污染的日益惡化，水源中有機(jī)物也逐漸增多。通常的預(yù)處理方法只能去除水中40-60％的有機(jī)物，因此，探索一種高效去除電站鍋爐補(bǔ)給水中有機(jī)

2、物的方法在保證電站正常運(yùn)行，延長汽輪機(jī)的壽命等方面具有極其重要的意義。 本文綜合比較當(dāng)前去除水中有機(jī)物的方法，如強(qiáng)化混凝、活性炭吸附以及膜處理等方法的優(yōu)劣后，采用一種新型的水處理方法一光催化氧化法去除鍋爐補(bǔ)給水中的有機(jī)物。 自從TiO2被發(fā)現(xiàn)作為一種高效催化劑以來，人們在水處理和大氣凈化方面做了大量的研究。用TiO2做催化劑有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：在大范圍pH內(nèi)TiO2具有化學(xué)穩(wěn)定性，光催化效率高，廉價(jià)無毒，基本不受水中一些常

3、見離子抑制的影響，可以降解難降解物質(zhì)等。當(dāng)光照情況下，TiO2與周圍的水分子及氧氣形成的自由基，能使接觸的一些有機(jī)物例如腐植酸等降解為CO2、H2O和其它一些小分子．然而，因?yàn)榇呋实拖潞蛢H在紫外光下激發(fā)限制了TiO2催化劑的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。所以，合成一種可見光響應(yīng)且具有高效催化效率的催化劑是當(dāng)今催化領(lǐng)域面臨的一大挑戰(zhàn)。 為了提高催化劑的活性，對TiO2摻雜金屬氧化物是一種有效的方法。很多金屬氧化物都被廣泛的研究，盡管其摻雜機(jī)

4、理仍然不是很清楚，但是在提高TiO2催化效率方面取得了巨大的進(jìn)展。近年來，摻雜非金屬來改善TiO2催化劑的活性成為研究的熱點(diǎn)之一，通過摻雜非金屬來降低TiO2帶隙能來使激發(fā)限拓寬至可見光區(qū)。本文通過簡單實(shí)用的溶膠-凝膠法、水熱法等首次制備出金屬元素Gd和非金屬元素N共摻雜TiO2的復(fù)合光催化劑，用XRD分析了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，其中樣品的吸收光譜通過UV-Vis漫反射光譜(DRS)來檢測，TEM測試催化劑的表面形態(tài)。實(shí)驗(yàn)選用電站鍋爐補(bǔ)給水中有機(jī)

5、物腐植酸為目標(biāo)降解物。 結(jié)果表明：摻雜N能使吸收光譜紅移至可見光區(qū)，而進(jìn)一步摻雜稀土元素Gd大大提高了催化劑的活性。Gd/N雙元素?fù)诫s樣品為銳鈦型結(jié)構(gòu)，有紅移現(xiàn)象出現(xiàn)，可見光范圍內(nèi)光響應(yīng)增強(qiáng)：它對腐植酸的降解率隨光強(qiáng)的增大而升高，隨溶液pH值降低而增大：同時(shí)，釓氮共摻雜還具有協(xié)同效應(yīng)。此外，本論文還對半導(dǎo)體ZnO和TiO2進(jìn)行復(fù)合光催化劑的制備，在550℃煅燒時(shí)，固相法制備的樣品ZnO/TiO2摩爾比為2：1的效果最佳，實(shí)驗(yàn)結(jié)果