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氯离子影响催化臭氧氧化有机物的机理研究

文献类型:学位论文

作者仇家凯
答辩日期2022
文献子类硕士
授予单位中国科学院过程工程研究所
导师谢勇冰 and 冯占立
关键词氯离子,催化臭氧氧化,有机物降解,动力学,机理
英文摘要

氯离子(Cl-)是常规废水和高含盐废水中最常见的无机阴离子之一,会清除高级氧化过程产生的羟基自由基(·OH),进而降低有机污染物降解效率。然而Cl-清除·OH时会同步产生一系列活性氯物种(RCS),也可能选择性氧化一部分有机物,加上不同水质参数对这两个过程的复杂影响,因此科学评估Cl-对有机物降解效率的影响规律具有极大挑战,但同时也对浓盐水高效处理工艺开发具有重要的指导意义。本文选取一种典型的高级氧化体系(催化臭氧氧化),分别研究了Cl-对催化臭氧氧化过程中·OH浓度、形成RCS种类及对不同结构有机物降解的影响规律,主要工作如下:(1)首先探究了pH、Cl-浓度、有机污染物初始浓度及结构对·OH浓度的影响规律。结果表明,在催化臭氧氧化过程中Cl-完全通过将·OH转化为RCS的方式影响有机物的降解,并且具有竞争反应的特性。·OH转化为RCS的速率受到溶液pH、Cl-浓度、有机物初始浓度及其与·OH反应活性的交互影响,因此不能简单地考虑单一因素变化来判断Cl-对有机物降解影响的变化规律。(2)通过自由基探针降解竞争实验,探究了Cl-与·OH反应最终形成的RCS种类。在催化臭氧氧化过程中, Cl-与·OH首先反应生成Cl·,然后被转化成其他RCS;当Cl-浓度较低时有利于生成ClO·,当Cl-浓度较高时有利于生成Cl2·-。(3)探究了Cl-对不同基团取代的苯甲酸类有机污染物(SBAC)降解的影响规律,结果表明,SBAC上取代基团给电子能力越强,其降解受到Cl-的抑制越弱。这是因为给电子基团取代SBAC既易与亲电性的·OH反应,减少·OH 转为RCS的比例,也易与亲电性的RCS反应,因此大大降低了各种自由基的无效损耗。而且在常规废水和高含氯废水中,给电子基团均有利于SBAC的降解,并且在高含氯废水中取代基团对SBAC降解的影响更大。

语种中文
源URL[http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/60728]  
推荐引用方式
GB/T 7714
仇家凯. 氯离子影响催化臭氧氧化有机物的机理研究[D]. 中国科学院过程工程研究所. 2022.

入库方式: OAI收割

来源:过程工程研究所

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