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负载铈活性炭催化臭氧化氯霉素研究

作 者: 陆珍珍
导 师: 周鸿
学 校: 广州大学
专 业: 建筑与土木工程
关键词: 催化臭氧氧化 负载铈活性炭 氯霉素(chloramphenicol,CAP) 降解
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


近年来,水环境中的抗生素污染问题引起了国内外研究者的关注。由于常用给水处理和污水处理工艺无法有效去除抗生素,抗生素有可能污染地下水源和地表水源,通过饮水等途径进入人体,进而威胁人类健康。为了保障人民群众的用水安全性,有必要研究能有效处理水中抗生素的技术。本论文采用负载铈活性炭催化臭氧化工艺(AC-Ce/O3),对水中典型抗生素氯霉素(chloramphenicol, CAP)进行了降解实验,详细研究了AC-Ce/O3工艺的降解效果、催化剂的制备条件、反应影响因素及反应机理等,主要获得以下结论:1负载铈活性炭催化臭氧化工艺对CAP具有较显著的降解效果,反应速率快,去除效果好。反应5 min后,CAP的浓度去除率达90%以上,单独臭氧工艺仅为58%;反应30min后,AC-Ce/O3工艺对CAP的TOC去除率高达56%,而单纯臭氧工艺不高于20%,说明AC-Ce/O3工艺降解氯霉素是可行的。2铈负载量、超声时间、焙烧温度等制备条件对催化剂活性有较大的影响。结果表明,铈负载量为0.5%,浸渍超声时间为60 min,在500℃氮气保护气氛炉中焙烧制备得到的催化剂活性较高。3 AC-Ce/O3工艺的影响因素有CAP初始浓度、催化剂投加量、臭氧投加量、反应温度、pH及催化剂使用次数。结果表明,当臭氧投加量为100 mg/h,催化剂投加量为1.0 g/L,反应温度为30℃,pH=9时,该工艺对浓度低于5 mg/L的CAP原水降解效果良好。4 AC-Ce/O3工艺不是催化剂吸附和臭氧氧化的简单加和反应,二者具有协同作用。研究发现,单独臭氧和AC-Ce/O3工艺降解CAP的去除效果随pH值升高而增强;羟基自由基捕获剂——叔丁醇的加入显著地影响AC-Ce的催化活性,单独臭氧和AC-Ce/O3工艺对CAP的降解主要源自羟基自由基·OH的氧化作用。

全文目录


摘要  5-7ABSTRACT  7-13第一章 绪论  13-27  1.1 水体中抗生素污染概况  13-18    1.1.1 国内外水环境中的抗生素污染现状  14-15    1.1.2 水环境中的抗生素来源和潜在危害  15-18  1.2 水环境中抗生素的去除技术  18-21    1.2.1 污水处理工艺  18    1.2.2 深度处理技术  18-20    1.2.3 高级氧化技术  20-21    1.2.4 抗生素污染研究存在的问题  21  1.3 催化臭氧氧化技术  21-27    1.3.1 均相催化臭氧化技术  21-22    1.3.2 非均相催化臭氧化技术  22-25    1.3.3 催化臭氧化技术存在的问题  25-27第二章 研究目的、内容和方法  27-39  2.1 研究目的和意义  27-28  2.2 主要研究内容  28  2.3 研究技术路线  28-29  2.4 研究方法  29-39    2.4.1 催化剂的制备  29-30    2.4.2 催化剂的表征  30    2.4.3 CAP水样的配制  30    2.4.4 水样分析方法  30-31    2.4.5 CAP降解实验设计  31-33    2.4.6 实验装置  33    2.4.7 CAP降解实验流程  33-34    2.4.8 实验试剂及仪器  34-39第三章 活性炭负载铈催化臭氧化CAP的研究  39-57  3.1 催化剂的结构和物理性质  39-41  3.2 催化剂的活性评价  41-42  3.3 制备条件对AC-Ce/O_3工艺降解CAP的影响  42-47    3.3.1 铈负载量  42-44    3.3.2 超声时间  44-46    3.3.3 焙烧温度  46-47  3.4 影响AC-Ce/O_3工艺降解的反应因素研究  47-56    3.4.1 CAP初始浓度  48-49    3.4.2 催化剂投加量  49-50    3.4.3 臭氧投加量  50-52    3.4.4 反应温度  52-53    3.4.5 pH值  53-54    3.4.6 催化剂重复利用次数  54-56  3.5 小结  56-57第四章 AC-Ce/O_3工艺降解CAP机理的初步研究  57-63  4.1 pH值对不同工艺降解CAP效果的影响  57-59  4.2 叔丁醇对三种工艺降解CAP效果的影响  59-60  4.3 三种不同工艺的矿化能力  60-61  4.4 小结  61-63第五章 结论与建议  63-65  5.1 结论  63  5.2 创新之处  63-64  5.3 建议  64-65参考文献  65-74致谢  74

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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