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皮可列乳液法处理高浓度有机废水

作　者: 高爽
导　师: 毋伟
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程
关键词: Pickering乳液高浓度有机废水碳酸钙粉体纳米氧化锌
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在Pickering(皮克列)乳液中,细小的固体颗粒强烈地吸附在液-液界面,其稳定性远远大于由表面活性剂稳定的传统乳液。Pickering乳液开辟了乳液稳定的新途径,已经被应用于制备和自组装纳米颗粒、制备微胶囊和功能材料,以及化妆品、食品、医药及造纸等行业中,但用Pickering乳液法来处理高浓度有机废水是一种新型的思路和方法。以Pickering乳液为基础,在水、有机物及固体乳化剂组成的模型体系中有机物的回收、分离及降解,主要研究内容如下:1.用钛酸酯偶联剂(TM-200S)对碳酸钙粉体进行表面改性使其具备合适的表面性质,再用改性碳酸钙颗粒作为稳定剂在含有苯乙烯的废水中形成Pickering乳液,离心分离达到减少苯乙烯含量的目的。通过TG,接触角测量(CA),光学显微镜观察和顶空气相色谱分析等手段对其进行表征检测。结果表明钛酸酯偶联剂的加入增加了碳酸钙粉体的接触角,随着加入量的增加可以使得碳酸钙表面由亲水性渐变为亲油性,在改性剂用量为0.3%和0.6%时处理效率较高。随着固体颗粒的增多,形成的液滴数目增多,体积变大,处理效率提高。此方法处理苯乙烯的最高效率可以达到90%以上。2.使用同样的方法处理硝基苯废水,研究了粉体的表面性质、硝基苯的初始浓度、加入粉体质量对处理效率的影响。结果显示,处理效率不随单因素的增加而增加,只有在合适的条件下,才会得到最大效率。通过超声波细胞粉碎机乳化和通过高速分散均质机乳化方式对结果影响不大。用Pickering乳液法处理硝基苯有机废水的效果不如处理苯乙烯废水效果,可能与油相和形成的乳液体系性质相关。3.利用碳酸钠和硝酸锌制备出纳米氧化锌,再用钛酸酯偶联剂进行表面改性,利用改性纳米氧化锌作为固体稳定剂与有机污染物硝基苯形成Pickering乳液。借助于TEM、IR、CA、XRD和紫外光谱分析纳米氧化锌的形貌、表面性质和紫外吸收能力,用光学显微镜观察Pickering乳液的液滴结构。结果表明,纳米氧化锌形貌均匀,粒径在12nm左右。随着改性剂用量的增大,接触角变大,颗粒表面由亲水性变成亲油性;在适合的表面性质下,形成了纳米氧化锌稳定的油/水型Pickering乳液;在紫外光的照射下,对硝基苯废水处理效率进行检测分析,研究表明Pickering乳液法强化了光催化处理效果。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章文献综述  14-30
  1.1 皮可列乳液  14-21
    1.1.1 皮可列乳液简介  14
    1.1.2 皮可列乳化剂  14-18
    1.1.3 皮可列乳化体系的作用机理及影响因素  18-19
    1.1.4 皮可列乳液的应用研究  19-21
  1.2 高浓度有机废水  21-23
    1.2.1 高浓度有机废水特点以及危害  21-22
    1.2.2 目前有机废水的处理办法  22-23
  1.3 纳米氧化锌光催化降解废水  23-28
    1.3.1 纳米氧化锌的光催化性质  23
    1.3.2 纳米氧化锌的制备方法  23-25
    1.3.3 纳米氧化锌的光催化降解性能机理  25-27
    1.3.4 纳米氧化锌在光催化领域的应用  27-28
    1.3.5 纳米氧化锌光催化的研究展望  28
  1.4 本课题的目的和意义  28-30
第二章 Pickering乳液法处理苯乙烯废水  30-42
  2.1 实验部分  30-33
    2.1.1 实验试剂和仪器  30
    2.1.2 实验过程  30-33
    2.1.3 表征方法  33
  2.2 结果与讨论  33-39
    2.2.1 热重分析  33-34
    2.2.2 接触角分析  34-35
    2.2.3 改性剂对处理效率的影响  35-36
    2.2.4 粉体质量对处理效率的影响  36-38
    2.2.5 Pickering乳液法对易溶于水的有机物的处理  38-39
  2.3 本章小结  39-42
第三章 Pickering乳液法处理硝基苯废水  42-48
  3.1 实验过程  42-44
    3.1.1 试验试剂和设备  42
    3.1.2 实验过程  42-43
    3.1.3 表征测试分析  43-44
  3.2 结果与讨论  44-47
    3.2.1 改性剂用量对硝基苯去除效率的影响  44-45
    3.2.2 硝基苯初始浓度对处理效率的影响  45
    3.2.3 粉体质量对处理效率的影响  45-46
    3.2.4 乳化方式对去除效率的影响  46-47
  3.3 结论  47-48
第四章 Pickering乳液法光催化降解硝基苯  48-62
  4.1 实验部分  48-51
    4.1.1 实验试剂及仪器  48
    4.1.2 实验过程  48-50
    4.1.3 表征方法  50-51
  4.2 结果与讨论  51-61
    4.2.1 纳米氧化锌前驱体的热重  51-52
    4.2.2 纳米氧化锌的形貌  52-53
    4.2.3 纳米氧化锌红外  53
    4.2.4 纳米氧化锌的XRD  53-54
    4.2.5 纳米氧化锌的可见光吸收光谱  54-55
    4.2.6 纳米氧化锌的改性  55-56
    4.2.7 Pickering乳液稳定性的研究  56-58
    4.2.8 光催化处理硝基苯废水  58-61
  4.3 本章小结  61-62
第五章结论  62-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
研究成果及发表的学术论文  68-69
作者和导师简介  69-70
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  70-71

皮可列乳液法处理高浓度有机废水

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