酚类化合物降解新方法研究

论文摘要

酚类化合物是一类重要的环境污染物,含酚废水是当今世界上危害程度大、污染范围广的工业废水之一。在煤气、焦化、炼油、冶金、机械制造、石油化工、化学有机合成工业、塑料、医药、农药、油漆等工业排出的废水中均含有酚类化合物。近年来,烷基酚化合物、双酚类化合物、酚类药物以及天然类固醇激素等许多酚类污染物,以其普遍的存在、生物内分泌干扰效应和其它生物毒性效应,引起了科学家们的广泛关注。本文分别以环境中普遍存在的酚类化合物双酚A和对乙酰氨基酚为模型化合物,对两种降解酚类化合物的新方法进行了研究,主要内容包括以下两个部分:（1）对零价铝-酸体系（ZVAl/H+）在有氧条件下对双酚A的降解效率和反应机制进行了研究。结果表明,当pH < 3.5时,铝粉对双酚A具有明显的去除效率。在25°C,pH 1.5的溶液中,初始浓度为4.0 g/L的铝粉在12 h内对初始浓度为2.0 mg/L的双酚A的去除率达到75%以上。在04.0 mg/L范围内,双酚A的去除速率随着铝粉浓度的增加而增加。升高温度或降低pH也同样促进双酚A的去除。向反应体系中加入少量的Fe2+能快速促进反应的进行,这可能是由于Fe2+与H2O2发生“芬顿反应”,从而促进了H2O2转化为HO-。另外,采用气相-质谱联用技术（GC-MS）鉴定了其降解产物,主要为羟基化双酚A、对苯二酚、2-（4-羟苯基）甲烷和4-异丙烯基苯酚,并提出了可能的降解途径。（2）对合成二氧化锰（δ-MnO2）与对乙酰氨基酚的反应活性进行了研究。结果表明,δ-MnO2能高效地去除水中的对乙酰氨基酚。在pH 4.5,初始浓度为100μM的δ-MnO2溶液中,对乙酰氨基酚（2.0 mg/L）在40 min内的去除率即可达到99%以上。不同pH的溶液中,δ-MnO2与对乙酰氨基酚的反应活性遵循规律:pH 4.5 > pH 5.0 > pH 5.5 > pH 9.6 pH 8.6 > pH 7.5 pH 6.5。溶解质NaCl、CaCl2、FeCl3和腐植酸对反应具有抑制效应,并随着溶解质浓度的升高而加强。另外,首次评价了溶解质对δ-MnO2的老化效应,δ-MnO2与对乙酰氨基酚的反应活性随着其与溶解质接触时间的增加而下降,这可能是由于金属离子与δ-MnO2相互作用,占据了其表面的活性位点;而腐植酸对其的抑制效应是由于腐植酸加速δ-MnO2溶解成Mn2+。上述研究揭示了ZVAl/H+/O2体系和δ-MnO2对酚类化合物的降解效率、影响因素和反应机理,为含酚类化合物的有机废水处理提供了两种行之有效的技术手段,并提供了其理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 酚类化合物简介
• 1.1.1 酚类化合物
• 1.1.2 双酚A简介
• 1.1.3 对乙酰氨基酚简介
• 1.2 酚类化合物去除方法研究
• 1.2.1 化学氧化降解
• 1.2.2 光降解
• 1.2.3 高级氧化降解
• 1.2.4 酶促反应
• 1.3 课题的提出和研究内容
• 1.3.1 课题的提出
• 1.3.2 研究内容
• 2体系对双酚A的降解'>第二章 ZVAl/H+/0₂体系对双酚A的降解
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要仪器和试剂
• 2.1.2 色谱条件和参数
• 20₂的生成量的测定'>2.1.3 H₂0₂的生成量的测定
• 2.1.4 双酚A在酸性溶液中的降解实验
• 2.1.5 降解产物的鉴定
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 铝粉在酸性条件下对双酚A的降解效率
• 2.2.2 铝粉载量对双酚A降解速率的影响
• 2.2.3 pH值对双酚A降解速率的影响
• 2.2.4 反应温度对双酚A降解速率的影响
• 2.2.5 亚铁离子对双酚A降解速率的影响
• 2.2.6 腐植酸对双酚A降解速率的影响
• 2.2.7 双酚A降解产物的鉴定和可能的降解途径
• 2.3 本章小结
• 2对对乙酰氨基酚的降解'>第三章 δ-Mn0₂对对乙酰氨基酚的降解
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要仪器和试剂
• 3.1.2 色（光）谱条件和参数
• 3.1.3 缓冲溶液的配制
• 3.1.4 二氧化锰的合成
• 2溶液中的降解实验'>3.1.5 对乙酰氨基酚在Mn0₂溶液中的降解实验
• 2老化效应实验和金属离子检测'>3.1.6 不同共溶物质对Mn0₂老化效应实验和金属离子检测
• 3.2 结果与讨论
• 2去除对乙酰氨基酚的效率'>3.2.1 Mn0₂去除对乙酰氨基酚的效率
• 2浓度对对乙酰氨基酚降解速率的影响'>3.2.2 不同Mn0₂浓度对对乙酰氨基酚降解速率的影响
• 3.2.3 pH值对对乙酰氨基酚降解速率的影响
• 3.2.4 溶解质对对乙酰氨基酚降解速率的影响
• 2的老化效应'>3.2.5 溶解质对Mn0₂的老化效应
• 3.3 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 主要研究结论和意义
• 4.2 本文的创新点
• 4.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文及专利目录