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净水技术 2021年第8期40卷 44-51页

作者：李婷张岍邢丁予李家练艾为党深水龙岗水务集团有限公司广东深圳518055 深圳市龙岗区建筑工务局博士后创新基地广东深圳518055 哈尔滨工业大学<深圳>土木与环境工程学院广东深圳518517 深圳市绿航星际太空科技研究院广东深圳518055

氯乙酸是一种化学性质稳定的氯化消毒副产物,传统高级氧化技术对氯乙酸的降解效率低、矿化不彻底,拟采用强度高达3.13×10-6 Einstein/(cm2·s)(强度约合1000 mW/cm2,比传统高级氧化工艺中使用的紫外光强度高两个数量级以上)的紫外光作... 详细信息

氯乙酸是一种化学性质稳定的氯化消毒副产物,传统高级氧化技术对氯乙酸的降解效率低、矿化不彻底,拟采用强度高达3.13×10-6 Einstein/(cm2·s)(强度约合1000 mW/cm2,比传统高级氧化工艺中使用的紫外光强度高两个数量级以上)的紫外光作为光源,考察其对3种氯乙酸(一氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸)的降解效果、影响因素和矿化过程。研究结果表明,与传统紫外光降解技术相比,高强紫外光可高效降解氯乙酸,前者在360 min内对氯乙酸的去除率不足5%,后者可在50 min内实现99%以上的降解,且3者的降解速率关系为:三氯乙酸>二氯乙酸>一氯乙酸。高强紫外光对氯乙酸的降解过程遵循伪一级动力学,光强、pH和DO这3个光解反应影响因素中,pH对氯乙酸光解过程影响不大,但光强和DO对光解速率影响显著,光解的反应速率随紫外光子通量的提高呈一次线性增加,随着DO由1 mg/L增加至9 mg/L,光解速率提高1倍。此外,高强紫外光对氯乙酸的矿化过程彻底,几乎不产生中间产物,氯乙酸的矿化过程可能主要是通过脱卤和脱羧基两个反应路径实现,DO和pH对光解过程的影响从侧面佐证了氯乙酸高强紫外光光解路径。该结果表明,高强紫外光可有效降解光稳定物质氯乙酸,可为氯化消毒副产物的高效去除提供技术借鉴。

关键词：高强紫外光消毒副产物氯乙酸高效矿化降解路径

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高强光光催化的性能研究及应用

高强光光催化的性能研究及应用

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作者：庞丹丹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

TiO光催化在环境保护领域内的水相和气相有机、无机污染物的光催化去除方面取得了较大的进展,被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术。但是现有光催化技术反应时间长,反应速率慢,而UV光源是光催化反应的驱动力,直接影响了光催化... 详细信息

TiO光催化在环境保护领域内的水相和气相有机、无机污染物的光催化去除方面取得了较大的进展,被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术。但是现有光催化技术反应时间长,反应速率慢,而UV光源是光催化反应的驱动力,直接影响了光催化反应的速率。因此,为了提高光催化的反应速率,本课题采用了提高光照强度这种简单的的方法来实现有毒有害难降解有机物污染物的有效而且快速的降解。该方法克服了普通紫外灯光催化降解污染物效率差等缺点,是一种有效处理难降解污染物的方法。本课题利用亚甲基蓝脱色对高强光光催化的性能进行研究,通过提高光强来提高反应速率,缩短反应时间,然后将其应用在对消毒副产物二氯乙酸DCA的催化降解上。本课题进行了高强光光催化和低强光光催化降解消毒副产物二氯乙酸的对比研究,选择降解率和反应时间、反应速率、量子效率、能量消耗这四个标准来评价高强光光催化和低强光光催化的优劣。同时探讨了高光强范围内,不同光强、初始反应物浓度,TiO含量等初始条件对提高光催化降解速率的影响。利用亚甲基蓝的脱色对高强光的光催化性能的研究结果表明,在高强光照射条件下,光强范围为1.43×10到3.13×10 einstein cms,光催化的反应速率明显提高,对20ppm的亚甲基蓝的降解98%的反应时间可以缩短到30s。在所研究的光强范围内,反应速率常数随着光强的增大而近似线性增大。光强对亚甲基蓝降解的反应速率影响很大,提高光强能大幅度提高反应速率,缩短反应时间。在高强光条件下和在低强光条件下分别对二氯乙酸进行降解对比研究结果表明,在高强光条件下,30s的光照时间可以使20ppm的二氯乙酸其降解99%以上,高强光光催化的降解90%二氯乙酸所需要的时间是低强光光催化的1/180,反应速率比低强光光催化提高了4个数量级。虽然高强光光催化的量子效率低于低强光,但是其降解百分比很高,反应时间很短,反应速率很快,而且能耗低。在高光强范围内,对提高光催化降解二氯乙酸反应速率的影响因素研究结果说明,在光强度为3.13×10 einstein cms,催化剂浓度为1 g/L,二氯乙酸初始浓度为30ppm条件下,二氯乙酸的降解速率最快。同时,TOC分析仪检测的结果说明,在光强条件为3.13×10 einstein cms下,二氯乙酸的光催化过程中没有稳定的中间产物生成。通过上述分析可以看出,光强对二氯乙酸的光催化氧化速率有很大影响,光强是影响反应速率的重要影响因素。提高光强能大幅度提高反应速率。这一方法将为其他卤化消毒副产物的有效去除提供新的思路和途径。

关键词：高强紫外光光催化二氯乙酸反应速率

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