臭氧及催化臭氧化降解2，4-滴丙酸的動力學(xué)研究.pdf

1、本文首先綜述了臭氧的物理化學(xué)性質(zhì)和在水處理方面的應(yīng)用經(jīng)驗，重點探討了近年來發(fā)展起來的金屬及金屬氧化物催化臭氧化技術(shù)?；诔粞跛幚眍I(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和一些不足，提出了本論文的研究目的和主要任務(wù)。本論文的研究內(nèi)容主要包括三部分：臭氧及Mn2+催化臭氧化降解2，4-滴丙酸的動力學(xué)及機(jī)制研究；Fe3O4-CoO/Al2O3催化臭氧化降解2，4-滴丙酸的動力學(xué)研究；Fe3O4-CoO/Al2O3催化臭氧化降解硝基苯和草酸的動力學(xué)研究。
　　

2、 在第四章中，研究了臭氧及Mn2+催化臭氧化降解2，4-滴丙酸（DCPP）的降解效率，并對該過程的動力學(xué)特性和降解機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，2，4-滴丙酸與臭氧的反應(yīng)速率常數(shù)為（0.733±0.163）L·mol-1·s-1，與羥基自由基的反應(yīng)速率常數(shù)為2.367×109 L·mol-1·s-1，以上結(jié)果與單獨臭氧化和Mn2+/O3降解2，4-滴丙酸的表觀反應(yīng)速率常數(shù)相一致。與單獨臭氧化Rct（1.859×10-9）相比，Mn2+催化臭

3、氧化體系的Rct（7.314×10-9）有明顯提高，表明催化臭氧化體系能產(chǎn)生更多的羥基自由基。O3和Mn2+/O3降解DCPP過程總有機(jī)碳（TOC）去除率的分析結(jié)果較好地證明了這點。氣相色潛-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS）和離子色譜（IC）的分析結(jié)果顯示，臭氧及Mn2+催化臭氧化降解2，4-滴丙酸的中間產(chǎn)物主要包括2，4-二氯酚、鄰氯對苯二酚、鄰氯對苯醌、丙醇酸、丙酮酸、乙酸、草酸，在此基礎(chǔ)上提出了臭氧及Mn2+催化臭氧化降解2，4-滴丙酸的

4、可能降解歷程。
　　 在第五章中，采用浸漬法制備了以活性Al2O3為載體的雙組分催化臭氧化催化劑Fe3O4-CoO/Al2O3，并利用該催化劑催化臭氧化降解了2，4-滴丙酸。結(jié)果表明，負(fù)載雙組份活性組分Fe3O4和CoO能顯著提高臭氧化2，4-滴丙酸的COD去除效率，相同條件下臭氧化的效率提升近5倍。pH對Fe3O4-CoO/Al2O3催化臭氧化降解2，4-滴丙酸的效率并沒有明顯影響，但與單獨臭氧化相比，該催化體系更加適合在酸性

5、條件下應(yīng)用。Fe3O4-CoO/Al2O3對水中臭氧有較好的催化分解活性，臭氧分解的速率常數(shù)（k'O3）達(dá)3.370×10-3s-1，高于二次水中臭氧的分解速率常數(shù)（kO3）1.380×10-3s-1。叔丁醇的試驗結(jié)果表明，O3/Fe3O4-CoO/Al2O3降解2，4-滴丙酸反應(yīng)遵循羥基自由基（·OH）反應(yīng)機(jī)制。與單獨臭氧化Rct（1.800×10-9）相比，O3/Fe3O4-CoO/Al2O3體系的Rct（6.614×10-9）有明

6、顯提高，表明催化臭氧化體系能產(chǎn)生更多的羥基自由基。
　　 第六章，為了表征Fe3O4-CoO/Al2O3催化劑在臭氧化降解過程中的廣譜性，研究中利用該催化臭氧化體系降解了硝基苯和草酸。結(jié)果表明，O3/Fe3O4-CoO/Al2O3降解硝基苯和草酸效率提高的主導(dǎo)因素均是體系產(chǎn)生了高活性的羥基自由基。與單獨臭氧化硝基苯和草酸的Rct相比，O3/Fe3O4-CoO/Al2O3體系的Rct均有明顯提高，表明催化臭氧化體系能產(chǎn)生更多的羥基