海水溶水石油烴的光催化降解研究.pdf

1、當(dāng)今，隨著人類航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。航運(yùn)中原油泄漏事件時(shí)常發(fā)生，石油烴進(jìn)入海洋中經(jīng)過(guò)物理化學(xué)等一系列反應(yīng)，會(huì)有一部分石油烴溶入海水中，對(duì)海洋生物造成危害。本文研究含油廢水以及海水溶水石油烴的光催化降解，采用溶膠凝膠法結(jié)合超聲波振蕩制備負(fù)載于空心玻璃微珠上的Fe3+改性TiO2光催化劑，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定各個(gè)制備參數(shù)的影響主次排序進(jìn)而通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定各制備條件的最佳值，并結(jié)合理論分析原因，對(duì)最佳條件下制備的催化劑分別進(jìn)行X-射線衍射分析(XRD

2、)、電鏡掃描(SEM)、比表面積測(cè)試BET、熱重差熱分析TG-DSC等表征分析得出自制催化劑的優(yōu)勢(shì)，實(shí)驗(yàn)確定催化劑最佳投加量以及最佳取樣時(shí)間，驗(yàn)證了Fe3+改性后的催化劑拓寬了其本身的吸收光譜，同時(shí)也對(duì)催化劑降解海水溶水石油烴的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，得出了動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
　　研究過(guò)程中得到以下結(jié)論:
　　(1)催化劑最佳制備條件:前驅(qū)體鈦酸丁酯、乙醇、硝酸、去離子水的體積比為V鈦酸丁酯∶V乙醇∶V硝酸∶V去離子水=5∶20∶0.4

3、∶1，F(xiàn)e-Ti原子比為5％、煅燒溫度為500℃。煅燒時(shí)間為2h，
　　(2)通過(guò)比表面積測(cè)試(BET)分析對(duì)制得的催化劑進(jìn)行表征，得出Fe3+改性負(fù)載后的催化劑比較面積增大到147.909cm3/g，同時(shí)粒徑減小到16.96nm，大大提高了光催化效率。
　　(3)在降解海水溶水石油烴時(shí)，催化劑的最佳投加量為2 g/L，最佳條件下，自制催化劑對(duì)海水溶水石油烴含油量的降解最大為84％，TOC降解最大達(dá)到45.7％.
　　

4、(4)反應(yīng)條件相同，F(xiàn)e3+改性催化劑和未改性的催化劑在可見光和紫外可見混合光中降解TOC為30 mg/L海水溶水石油烴時(shí)，改性催化劑比未改性催化劑的降解效率分別提高23％和8％，驗(yàn)證了Fe3+改性催化劑拓寬了催化劑的吸收光譜。
　　(5)海水光催化降解分為2個(gè)階段，第一個(gè)階段表觀降解速率較快;第二個(gè)階段油污降解復(fù)合Langmuir-Hinshelwood動(dòng)力學(xué)模型。紫外光下，海水溶水石油烴的TOC降解率隨著油污初始TOC濃度的增