ZVAl H+ O2体系的强化及其对染料的降解研究_环境工程.doc

摘 要:高级氧化技术是一种人工强化产生活性氧 ROS（H2O2和•OH）并利用它氧化去除有机物的技术．在高氯酸条件下，零价活泼金属可将溶解氧还原产生 ROS 并可去除水中有机污染物．本论文研究了酸性条件下零价铝粉/氧体系的 ROS 原位生成及其对染料活性黑5的去除作用．主要研究成果包括：

探讨了零价铝粉/氧体系去除活性黑5的可行性和影响因素．在酸性（pH < 3.5）溶液中，ZVAl对活性黑5有良好的去除效果．在pH为0.87、温度为34.4℃、铝粉投加量为1.2 g/L,转速为160 r/min，实测活性黑去除率达到94.89%．在反应过程中，铝粉投加量、pH、温度、摇床转速对活性黑5的去除率均存在不同程度的影响．活性黑5的去除率随着投加量的增大而增大，随着pH的降低去除率而增大，当pH大于3.5时，反应基本不进行．

初步探讨零价铝/氧界面 ROS 的原位生成机制，pH为2.0时，零价铝/氧体系可以检测到H2O2生成，6h达到了最大值（~ 410 μM）．探索了零价铝/氧体系活性氧原位生成的强化方法．实验结果表明，低剂量的铁源如Fe0、Fe2+和Fe3+等的存在对零价铝/氧体系去除活性黑5具有明显的促进作用．

    本课题的研究成果为 ZVAl/O2体系处理高浓度有机废水提供一种技术参考．

关键词：零价铝；活性黑5；高级氧化；羟基自由基

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 高级氧化技术（advanced oxidation processes，AOPs）-1

1.2.1光化学氧化技术-2

1.2.2 湿式氧化技术-2

1.2.3臭氧氧化技术-4

1.2.4 电化学氧化技术-4

1.2.5 Fenton氧化技术-5

1.2.6 基于羟基自由基的金属/氧体系的高级氧化技术-6

1.3研究内容-7

第二章  零价铝/氧体系去除活性黑5-9

2.1 实验仪器与试剂-9

2.2 试验方法-10

2.2.1活性黑5降解实验-10

2.2.2 活性黑5及苯环结构降解率的计算-10

2.2.3 H2O2浓度的测定-10

2.2.4 单因素试验-10

2.3 单因素试验结果与分析-11

2.3.1 铝粉投加量的影响-11

2.3.2 pH的影响-11

2.3.3 温度的影响-12

2.3.4 转速的影响-13

2.4 UV-Vis光谱分析-14

2.5零价铝/氧体系羟基自由基生成机制初探-14

2.6 本章小结-15

第三章  响应面法优化零价铝/氧体系去除活性黑5-17

3.1 实验仪器与试剂-17

3.2 试验方法-17

3.2.1活性黑5降解实验-17

3.2.2 活性黑5及苯环结构降解率的计算-18

3.3 响应面分析法-18

3.4响应面优化试验设计-18

3.5 响应面实验及其结果-19

3.6 验证试验-23

3.7 本章小结-23

第四章 零价铝/氧体系的强化-25

4.1 实验仪器与试剂-25

4.2 试验方法-26

4.2.1活性黑5降解实验-26

4.2.2 活性黑5及苯环结构降解率的计算-26

4.3 实验结果与讨论-26

4.3.1 Fe2+对零价铝/氧体系的影响-26

4.3.2 Fe3+对零价铝/氧体系的影响-27

4.3.3 Fe0对零价铝/氧体系的影响-28

4.4 本章小节-28

第五章  结论与展望-29

5.1 结论-29

5.2 展望-29

参考文献-31

致谢-35