介质阻挡放电等离子体协同MnFe2O4降解氢氯噻嗪的性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqcqtc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
药物及个人护理用品(PPCPs)污染的治理是目前各专家学者的研究热点。介质阻挡放电(DBD)等离子体作为一种新兴的高级氧化技术,其放电过程产生的O3、H2O2、·OH、·O等活性物质具备分解复杂污染物的能力,但存在利用率不高的现象。因此本研究将DBD与常用的非均相芬顿催化剂MnFe2O4进行了结合,选择氢氯噻嗪(HCTZ)作为典型的PPCPs污染物,研究这种复合氧化技术的降解性能,以探索一种更为高效节能的水污染处理技术。采用溶剂热法成功制备了MnFe2O4催化材料并对其结构进行表征分析。在XRD、XPS和SEM分析结果中可以看到材料中各元素都显示出良好的吸光度,并观察到材料多呈球状颗粒物,直径约200 nm,球体表面分布着许多微小的晶体结构,呈现出疏松多孔的性质。在吸附性和循环性的实验结果中显示,MnFe2O4本身对HCTZ的吸附有限,表明降解过程诱发于复合体系,同时经5次的循环试验后,MnFe2O4的催化性能仍维持近初始水平。探讨了影响DBD体系降解HCTZ效应的因素。当HCTZ初始浓度不断从10mg/L增加至100 mg/L时,物质的降解效率和一级常数都呈现缓慢下降的趋势,表明其降解性能伴随着物质浓度的升高而下降;而随着电源输入功率从32.7 W提高到58.7 W,降解效率和一级常数会得到提升;同时DBD体系的降解性能会受到溶液初始pH的干扰,在偏中性环境时的更易获得较好的降解效果;并且可以观察到空气流量对体系的降解性能影响并不明显。探讨了影响DBD/MnFe2O4复合体系降解水中HCTZ性能的因素。通过提高对体系的功率输入可使降解效率和一级常数获得持续的提升,在58.7 W条件下HCTZ仅20 min内便得到去除;同时观察到溶液在初始pH为11.3时的降解反应受到了显著抑制,在反应60 min后仍然检测出39.5%的HCTZ残留;最后经验证该体系下最适合的催化剂剂量为50 mg。比较了两种降解体系对HCTZ的矿化情况并对DBD/MnFe2O4体系降解HCTZ的作用机理以及降解路径和中间产物进行了分析。结果显示在添加MnFe2O4后的矿化效果提升显著,在60 min时的矿化率领先了DBD体系近一倍,高达63.9%;通过测定放电体系中各时间点的H2O2的浓度,发现其在体系中的积累过程,进而推测出这些物质经催化分解后产生的强氧化性·OH可能是HCTZ物质得到去除的主要原因;最后利用LC-MS质谱分析和查阅相关文献推断了HCTZ在水中的主要降解路径和中间产物。
其他文献
现如今,环境污染对人类健康和生活造成了巨大的危害,尤其是水体中的重金属污染又和我们息息相关。其中,类重金属砷是重金属污染中不可忽视的一种。而在毒性上,三价砷又远远超过了五价砷。水体中砷的检测,一直是环境污染研究的重点。虽然传统方法已经取得了一些成果,但是样品处理过程复杂、仪器昂贵和检测周期长等问题制约了其的进一步发展。与之相比,电化学检测方法就有其独特的优势了。本论文通过Fe3O4-rGO纳米复合
低温等离子体降解技术在处理低浓度,高流量的挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)具有降解效率高,低成本,低能耗的优点而受到广泛的关注。在低温等离子体降解VOCs的研究中发现降解尾气存在气溶胶颗粒物,对气溶胶颗粒物粒径大小的研究对于理清低温等离子体降解VOCs废气过程中的产物具有非常重要的意义。本文使用介质阻挡放电装置产生低温等离子体对甲苯气体进行降解,搭建光
碳化物陶瓷是起源于第二次世界大战期间的一种高强度、高硬度的材料。虽然碳化物陶瓷如今已经有了长足的进步,但是它越来越不能满足日益严苛的服役条件。所以受到高熵合金的启发,人们开始探索高熵碳化物的制备与组织性能研究。它是由五种或五种以上金属组元和碳原子形成的单相固溶体,具有高熔点和高硬度等优良特性。目前高熵碳化物研究分为块体和粉末两种研究方向,且制备出的某些高熵碳化物有着优良的力学性能和耐高温性能,为高
随着有限元计算技术和理论的发展,结构模型修正技术的研究取得了许多重要进展。然而,现有的模型修正技术大多忽略了服役结构广泛存在的非线性。因此,有必要非线性结构模型修正进行深入研究。为解决现有非线性结构模型修正方法面临优化过程复杂的问题,论文提出一种基于深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)的非线性结构模型修正方法。首先,利用变分模式分解法(Variational Mode D
铁矾渣是铜、锌、钴、镍、锰等有色金属在湿法冶炼过程中铁钒法沉铁所产生的废渣,主要由黄钠铁矾(Na Fe3(SO4)2(OH)6)组成,共存微量铜、铅、锌等重金属元素。长期露天堆放不仅占用场地,而且极易引起重金属迁移致使土壤、河流等环境污染问题。因此,铁矾渣的综合利用是环境污染领域研究的重要课题。本文以锌矿冶炼的铁矾渣为研究对象,以铁矾渣中铁为基体元素,通过在空气、H2S气氛中以及与黄铁矿共煅烧,制
目前,市面上广泛应用的磁电复合薄膜的铁电相是Pb(Zr1-xTix)O3(PZT),由于铅对人类健康和环境损害较大,因此急需研究新型无铅磁电复合薄膜来代替铅基复合薄膜。本文用溶胶凝胶法在Pt基片上制备了无铅的磁电复合薄膜,研究了其铁电相、铁磁相以及磁电耦合性能。首先用溶胶凝胶法结合旋涂匀胶技术在Pt(111)/Ti/Si O2/Si基片上制备(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)的铁电薄膜,随
超分辨相机已广泛应用于工业生产、公共安全、医学成像、机器视觉等领域,承担检测、观察、记录等任务,这就要求超分辨相机具备多自由度协同工作性能的同时兼具毫米级跨尺度行程和亚微米级位移分辨率。在光学成像系统不变且图像感光器技术受限条件下,最直接的办法是优化超分辨相机的运动机构,而压电陶瓷驱动器和柔性铰链结构组成的并联驱动平台兼具结构紧凑、易于控制、位移分辨率高和稳定性好等优点,可以应用于超分辨相机运动机
屏蔽泵作为一种完全无密封泵,可以用来输送易燃、易腐、易爆、易挥发、剧毒性等特殊载体,在工业生产和生活领域应用极为广泛。传统的屏蔽泵故障检测主要依据TRG表,根据表的指针指向的区域来判断泵内是否存在故障,该方法较为机械且难以确定具体故障原因。为了更好的满足屏蔽泵的智能化发展,本文研究了屏蔽泵的信息传输和智能控制,设计了一种基于FPGA的屏蔽泵多传感器智能检测控制系统,并利用神经网络非线性拟合的能力,
最近,pH响应型抗菌膜因其可以通过改变外源介质pH值来控制活性物质释放而引起了人们的广泛关注。本研究以聚乙烯醇/聚丙烯酸(PVA/PAA)与活性物质根皮素胺乙基醚(AEP)为原料,开发出一种pH响应型智能食品抗菌膜包装膜,应用于肉质品保鲜领域。采用溶液共混法,利用轻度的热交联,将PAA分子通过氢键和酯键的形式连接到PVA分子上,制备出一种具有pH响应性的PVA/PAA复合膜。PAA的加入降低了PV
近些年来,一方面对功能材料器件的小型化、轻量化和多功能兼容化等方面的需求迫切提高,另一方面又对环境保护提出了较高的要求。磁电复合薄膜作为同时拥有铁电、铁磁性能和磁电耦合性能的复合材料,能广泛应用于新型磁电传感器、谐振器、磁电换能器和自旋电子器件等各个领域。因此制备出环境友好型的、性能优异的无铅磁电复合薄膜成为了急需开展的重要课题。本文先通过溶胶-凝胶法制备了Bi4Ti3O12(BIT)粉体,使用匀