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PPCPs类污染物氧化处理的电化学分析研究

作　者: 胡馨月
导　师: 张敬东
学　校: 华中科技大学
专　业: 环境科学
关键词: 碳纳米管 UV/H2O2 UV/Fenton TiO2/SiO2/Fe3O4 磁载纳米颗粒修饰电极光电催化 PPCPs
分类号: O657.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

PPCPs类污染物是近年来在环保领域引起普遍关注的新型污染物,本文以PPCPs污染物为研究对象,通过建立电化学分析方法用于它们的降解监测研究。本文首先采用UV/H₂O₂光催化法研究了4-氨基安替比林（4-AAP）的降解过程。建立了基于碳纳米管（CNTs）修饰电极的电化学测定方法并用其对降解过程进行监测。研究了4-AAP在CNTs修饰电极上的电化学行为以及支持电解质、富集时间等对峰电流的影响。在最佳条件下,4-AAP的氧化峰电流与浓度在5.0×10^-5-2.0×10^-3 mol/L范围内呈良好线性关系,其回归方程为I_p （μA）=15.206 +207.7c （mmol/L）,相关系数为0.9984,检出限（S/N=3）为2.6×10^-5 mol/L。根据以上电化学分析方法,考察了4-AAP的UV/H₂O₂的降解过程中H₂O₂投加量以及pH对降解速度的影响。采用UV/Fenton技术对安替比林（AP）进行光催化降解,建立了AP在CNTs修饰电极上的电分析方法并对降解过程进行监测。研究了AP在CNTs修饰电极上的电化学行为,考察了支持电解质、富集时间、扫速等对峰电流和峰电位的影响,电极反应为吸附控制过程。采用循环伏安法时,AP的氧化峰电流与浓度在1.0×10^-4-2.0×10^-3 mol/L范围内呈良好线性关系;采用差示脉冲伏安时,AP氧化峰电流与浓度在8.0×10^-6-2.0×10^-4 mol/L范围内呈良好线性关系。然后用UV/Fenton技术对AP进行光催化降解,并用上述循环伏安法监测降解过程,分析了H₂O₂用量、Fe²⁺用量和pH对AP降解速率的影响。制备了一种新型的外磁场固定磁载纳米材料修饰电极并将其应用于光电催化降解双氯芬酸钠。首先以共沉淀法、溶胶-凝胶法合成了TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄（TSF）纳米材料,采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对材料进行表征。然后用外磁铁将TSF纳米颗粒固定在石墨电极上,制备了磁载TSF修饰电极,并测试了该电极的光电催化活性。用CNTs修饰电极建立了双氯芬酸钠的电化学分析方法,并研究了不同条件对双氯芬酸钠峰电流的影响,在最佳条件下,双氯芬酸钠的氧化峰电流与浓度在1.0×10^-6¹.0×10^-4mol/L浓度范围内呈良好的线性关系,其线性回归方程为I_p （μA）=1.479 +138.6c （mmol/L）,相关系数为0.9963,检出限（S/N=3）为1.8×10^-7mol/L。对双氯芬酸钠进行紫外光降解,用已建立的电化学分析方法对降解液进行测定,分析探讨了双氯芬酸钠的UV降解过程。对双氯芬酸钠用不同方式进行降解,在使用TSF修饰电极光电催化的方式下,降解45min后双氯芬酸钠的降解率达到95.1%。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-19
  1.1 药品及个人护理品（PPCPs）概述  9-14
  1.2 碳纳米管修饰电极的研究进展  14-17
  1.3 论文选题背景及实验总体设计思路  17-19
2 4-氨基安替比林的UV  19-27
  2.1 引言  19
  2.2 实验步骤与方法  19-21
  2.3 结果与讨论  21-26
  2.4 本章小结  26-27
3 安替比林的UV  27-36
  3.1 引言  27
  3.2 实验步骤与方法  27-28
  3.3 结果与讨论  28-35
  3.4 本章小结  35-36
4 外磁场固定磁载TiO_2/Si_2/Fe_3O_4 纳米颗粒修饰电极光电催化降解双氯芬酸钠的电化学分析研究  36-49
  4.1 引言  36-37
  4.2 实验步骤与方法  37-39
  4.3 结果与讨论  39-47
  4.4 本章小结  47-49
5 全文总结  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-58
附录攻读硕士期间发表的学术论文目录  58

PPCPs类污染物氧化处理的电化学分析研究

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