新型類芬頓體系的構(gòu)建及其對水體中持久性有機(jī)污染物的降解研究.pdf

1、對持久性有機(jī)污染物的處理一直是水處理領(lǐng)域的重點(diǎn)問題，芬頓工藝作為一種備受關(guān)注的高級氧化技術(shù)，由于其處理效率高、成本相對較低、容易工業(yè)化，有非常好的發(fā)展前景。近年來，許多研究工作都致力于探索改進(jìn)芬頓反應(yīng)的條件和機(jī)理，以期獲得更高效的降解效率。一些新型的芬頓或類芬頓工藝都成為了近年來的研究熱點(diǎn)，如電化學(xué)/芬頓法，超聲/芬頓法，UV/可見光芬頓法，多相芬頓法等。但是這些方法目前大都限于實(shí)驗(yàn)室研究階段，如何能將這些工藝應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域還需要進(jìn)行大

2、量研究。
　　本課題目的就是探索芬頓工藝的改進(jìn)，設(shè)計新型類芬頓催化劑，構(gòu)建新型類芬頓體系，并研究其降解機(jī)制和效率，具體內(nèi)容主要有以下三個部分:
　　1.設(shè)計制備缺陷TiO2-x SCs作為芬頓體系的固相催化劑，激活雙氧水構(gòu)成以缺陷機(jī)理為中心的類芬頓反應(yīng)體系，同時制取Fe3O4、TiO2作為對照材料。通過SEM、TEM、XRD等分析缺陷催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，并通過模擬廢水的降解實(shí)驗(yàn)檢測了催化劑的催化降解效率，解釋了缺陷催化

3、劑TiO2-x SCs的氧化還原機(jī)理。通過結(jié)構(gòu)性質(zhì)和降解速率的對比分析發(fā)現(xiàn)，通過缺陷技術(shù)改造得到的TiO2-xSCs在催化活性上遠(yuǎn)超過TiO2，而與Fe3O4相比的優(yōu)勢在于缺陷催化劑性能的穩(wěn)定性。
　　2.將p型半導(dǎo)體Cu2O負(fù)載于碳納米材料載體以獲得復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑。共采用了三種載體:氮摻雜的石墨烯氧化物(NrGO)，石墨烯氧化物(rGO)，碳納米管(CNT)。制取的光催化劑在可見光激發(fā)下，可以與H2O和O2作用產(chǎn)生H2O2，

4、用來取代外加雙氧水試劑，為芬頓反應(yīng)體系提供H2O2。在光催化反應(yīng)溶液體系中加入Fe2+，即組成由可見光驅(qū)動的芬頓體系。通過SEM、XRD分析三種光催化劑的形貌結(jié)構(gòu)，對三種催化劑進(jìn)行ORR(氧還原反應(yīng))分析，同時也利用所構(gòu)建的體系進(jìn)行了有機(jī)物降解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)這種體系的設(shè)計是成功的、可行的，三種催化劑中用NrGO作為載體時擁有最佳的光催化效率。
　　3.鐵氧化物既可以作為多相芬頓催化劑，又能高效吸附水體中的砷。基于鐵氧化物的這種