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我国是一个农业大国,农药又是农业生产必不可少的生产资料之一,因此,在我国农药的生产与使用具有广泛的普遍性,而有机磷农药就占了农药总量的70%左右,但由于环保意识不强以及使用不当等历史和人为原因,造成大量的有机磷农药直接进入到水体中,造成了水体遭受了低浓度或微量的有机磷农药污染状况。尽管这些水体中的有机磷农药浓度含量很低,但是由于有机磷农药对人类的毒性很高,严重威胁着人类的身体健康以及社会的可持续发展。因此我们有必要对水体中的有机磷农药进行处理使水体得到净化。
针对有机磷农药的低浓度或微量污染治理,本文主要研制一种双功能吸附/催化材料,采用吸附和催化氧化技术来治理含乐果废水。
论文采用普通浸渍法和超声浸渍法制备了负载Fe(III)改性活性炭,并对其表面物理化学性质进行了表征。结果表明:改性后活性炭的比表面积下降,其表面化学官能团主要为酚羟基、羧基和内酯基等含氧酸性官能团,其含量比改性前得到了提高,碱性官能团含量减少,活性炭表面的铁元素负载量明显增加,并且超声浸渍法所负载的铁催化剂的分散度和非晶相程度高于普通浸渍法。
论文采用静态吸附法测定了乐果在Fe(III)/AC活性炭上的吸附相平衡和吸附动力学。结果表明:改性后的活性炭对乐果的吸附容量略有所下降,但其对乐果的吸附速率有所提高。应用Langmuir和Freundlich吸附等温线方程描述相平衡数据吻合良好。
论文采用Fe(III)/AC活性炭进行非均相Fenton反应催化氧化降解乐果。结果表明:乐果的降解率随着过氧化氢初始浓度的提高和反应温度的提高而得到提高,非均相Fenton反应也可以在较广的pH范围内应用。Fe(III)/AC催化氧化降解乐果的效果明显好于原始活性炭,原始活性炭催化氧化乐果的效率仅为63.7%,而超声浸渍法制备的Fe(III)/AC催化氧化降解乐果效率高达95%。使用超声浸渍法制备Fe(III)/AC活性炭,可使得Fe2O3在炭表面上主要以非晶态的不定形状态和小颗粒高分散状态存在,从而明显提高催化剂活性。
论文进行了Fe(III))/AC固定床吸附乐果和催化氧化再生吸附剂的研究。结果表明:随着乐果进料浓度的增加、流速的增加以及吸附柱床层高度的减少,吸附穿透时间减少,以Fe(III)/AC活性炭作为吸附剂时的吸附穿透时间小于以原始活性炭作为吸附剂时的吸附穿透时间。采用催化氧化再生吸附剂的结果表明:超声浸渍法制备的Fe(III)/AC活性炭其再生率高达92.5%,浸渍法制备的Fe(III)/AC活性炭其再生率达75.9%,都明显高于原始活性炭获得的50.72%的再生率。