TiO_2光催化处理油页岩干馏污水的研究

【摘要】：油页岩是剥离煤层的伴生物,是一种固体可燃性矿产。通过低温干馏的方法可生产类似于天然石油的页岩油。但在页岩油生产的过程中会产生大量的干馏污水。该污水以有机污染物为主,芳烃和含氧化合物的含量较高,对微生物有抑制作用,所以造成生物降解性差,生化处理效果不理想。油页岩干馏污水是目前世界公认的难处理有机污水,也是国家重点引进治理技术的行业污水之一。环境中的酚污染主要指酚类化合物对水体的污染,含酚废水是当今世界上危害大、污染范围广的工业废水之一,是环境中水污染的重要来源。这些废水若不经过处理,直接排放或灌溉农田则可导致大气、水、土壤及食品等受到污染。酚类化合物的毒性以苯酚为最大,而通常含酚废水中又以苯酚的含量为最高,所以目前环境监测常以苯酚等挥发性酚作为污染指标。处理工业含酚废水的目的是尽量减少污染物的含量,使其达到国家排放标准。同时对于保护生态、保持人们身体健康也起到至关重要的作用。 由于二氧化钛光催化剂具有无毒、良好的化学和生物惰性、能够使有机物彻底矿化等优点,故采用紫外光对二氧化钛催化剂进行光照来处理油页岩干馏污水。通过光照,二氧化钛会产生各种强氧化性的物质,主要是活性氢氧基,这些物质与水中的有机物反应生成CO2,起到十分有效的降解作用。实验采用溶胶一凝胶法合成二氧化钛光催化剂,并对其进行表征,寻找出了光催化效果较好的催化剂的合成温度与时间。再采用二氧化钛光催化氧化法对油页岩干馏废水中的酚类物质进行处理,并对处理后的废水进行蒸馏,采用4-氨基安替比林分光光度法测定废水中挥发酚含量。探讨了影响催化反应处理污水的几种因素,反应时间、催化剂加入量、光强度及溶液酸碱度。得出有利于光催化反应的催化剂加入的最佳浓度、溶液最佳的pH值及苯酚的转化率与光照时间、光照强度的关系。 【关键词】：油页岩干馏污水 含酚废水 二氧化钛 光催化氧化
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-24
• 1.1 课题的研究背景及意义6-8
• 1.1.1 油页岩简介6
• 1.1.2 油页岩干馏污水的产生6
• 1.1.3 油页岩干馏污水的水质特点6-7
• 1.1.4 油页岩干馏污水的危害7-8
• 1.2 油页岩干馏污水的处理现状8-13
• 1.2.1 酚类物质的处理方法8-10
• 1.2.2 石油类物质的处理方法10-13
• 1.3 油页岩干馏污水处理的关键13
• 1.4 二氧化钛光催化13-22
• 1.4.1 纳米二氧化钛简介13
• 1.4.2 二氧化钛的主要性质13-16
• 1.4.3 二氧化钛光催化剂催化原理16-17
• 1.4.4 光催化反应的影响因素17-18
• 1.4.5 纳米材料的表征18-19
• 1.4.6 二氧化钛光催化技术的应用19-21
• 1.4.7 二氧化钛的研究进展21
• 1.4.8 二氧化钛光催化存在的问题21-22
• 1.5 光催化反应器的设计22-23
• 1.5.1 光反应器简介22
• 1.5.2 光催化反应器设计的主要因素22-23
• 1.6 课题的研究内容23-24
• 第二章 实验部分24-31
• 2.1 实验药品24
• 2.2 实验仪器24
• 2.3 实验装置图24-26
• 2.4 实验原理及方法26-31
• 2.4.1 TiO_2光催化剂的制备及表征26-27
• 2.4.2 油页岩干馏污水中悬浮物的测定27-28
• 2.4.3 油页岩干馏污水中酚类物质的测定28-31
• 第三章 实验结果与讨论31-41
• 3.1 TiO_2催化剂的表征31-35
• 3.1.1 SEM表征结果31-32
• 3.1.2 红外光谱表征结果32-34
• 3.1.3 XRD表征结果34
• 3.1.4 TG、DSC分析结果34-35
• 3.1.5 小结35
• 3.2 悬浮物的测定35-36
• 3.2.1 悬浮物的测定结果35-36
• 3.2.2 小结36
• 3.3 酚类物质的测定36-41
• 3.3.1 酚类物质的测定结果36-39
• 3.3.2 小结39-41
• 第四章 结论41-42
• 4.1 结论41
• 4.2 建议41-42
• 致谢42-43
• 参考文献43-46
• 作者简介46
• 攻读硕士学位期间研究成果46-47

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