论文部分内容阅读
丙烯腈是一种重要的化工原材料，是合成腈纶纤维、丁腈橡胶、ABS工业塑料和树脂的单体。虽然丙烯腈有很大的用处，但丙烯腈在生产和使用过程中会带来的各种的环境污染问题。丙烯腈具有高毒性及潜在的遗传毒性，所以丙烯腈废水不仅破坏水体生态系统，还危害人类的健康。由于丙烯腈是能够溶于水的有毒有机物，像焚烧法，加压水解法，湿式催化氧化法，超临界水氧化法，Fenton氧化法，循环活性污泥法等一般的化学物理处理方法的去除效果都不是很理想，所以本文就围绕用光催化法降解废水中的丙烯腈展开研究。首先，对催化剂的制作方法进行了研究。利用溶胶凝胶，水热法和水解法制备二氧化钛催化剂，并对制备的催化剂催化降解丙烯腈能力进行比较。然后研究了掺杂二氧化硅对催化剂的作用，优化了二氧化钛的最佳负载量，发现当用溶胶凝胶法制备催化剂，并且质量比SiO2: TiO2=16:9时，催化剂的活性最高。然后，对掺氮，掺氟二氧化钛的制备条件和反应条件进行了研究。结果表明当用三乙胺作为氮的前驱体，掺氮量为80%，煅烧温度为550℃时催化剂的效果最好，并且当催化剂加入量为1.1g，pH=9时，更利于催化剂的降解，最佳降解率为31%。当用氟化氢最氟的前驱体，掺氟量80%，煅烧温度为450℃时催化剂的效果最好，并且当催化剂加入量为0.9g，并且pH=9时，得到最佳催化剂降解率为50.8%。然后进一步考察了氮氟共掺对催化剂的影响，得出当用氟化铵为氮氟的前驱体，掺氮量为80%，煅烧温度为450℃时催化剂的催化效果最好，并且当催化剂加入量为0.9g，pH=9时，得到催化剂的最佳降解率为62%。最后，研究了掺氮，掺氟和氟氮共掺催化剂的动力学和丙烯腈的降解产物。研究表明掺氮，掺氟和氟氮共掺催化剂的三条动力学曲线的相关系数都比较高，着这表明三种催化体系都符合一级反应动力学模型。并且根据反应速率常数k可判断出，氟氮共掺催化剂去除丙烯腈的速率最大，掺氮催化剂降解速率最低。整个实验路线为利用可见光光催化去除丙烯腈指明了方向，有助于丙烯腈产业的发展。