染料和氯酚水溶液的輻射降解研究.pdf

1、含氯酚類和染料類有機化合物的工業(yè)廢水是兩類常見的有機廢水，此兩類廢水中所含的染料和氯酚均屬于難生物降解的有毒有機污染物，由此而帶來的環(huán)境污染問題已引起全社會的關(guān)注。目前，傳統(tǒng)的廢水處理工藝技術(shù)越來越難滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，因此探索更為有效的降解及治理技術(shù)成為這一領(lǐng)域的重要課題。本研究以γ射線和電子束為輻照手段，對多種活性染料和4-氯酚水溶液在各種輻解條件下的降解及總有機炭TOC(Total Organic Carbon)和化學(xué)需氧量C

2、OD(Chemical oxygen demand)去除進行了較為系統(tǒng)的研究，考察了在輻照體系中過氧化氫和TiO2納米粒子與輻射技術(shù)的協(xié)同作用，并對污染物的輻射降解機理進行了探索研究。論文的主要研究內(nèi)容以下：
　　 1、4-氯酚水溶液的γ射線和電子束輻照降解
　　 利用γ射線和電子束輻照4-氯酚水溶液，研究4-氯酚在γ射線和電子束輻照下的降解特性，通過對輻照前后4-氯酚的紫外可見光譜、有機氯脫除率、4-氯酚的濃度、COD

3、去除率、TOC去除和溶液pH的變化等參數(shù)的研究，探討了吸收劑量、H2O2加入量、初始濃度、溶液pH值、TiO2納米粒子的加入等因素對4-氯酚降解和礦化效果的影響。結(jié)果表明，γ射線和電子束輻照能有效降解和礦化水溶液中的4-氯酚，吸收劑量是影響4-氯酚降解和礦化的主要因素，吸收劑量為14.9 kGy，有機氯脫除率可達100％，COD去除率可達65.8％；H2O2的加入可以起到很好的促進降解和礦化作用，在吸收劑量為14.9 kGy時，6 mM

4、的H2O2濃度可以將COD去除率提高25％以上，有機氯脫除率提高20％；TiO2納米粒子的加入可以有效地提高其礦化率，2.5g/L的TiO2加入量時4-氯酚溶液的TOC去除率可從不含TiO2時的33％提高到90％。通過氣相-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了4-氯酚在降解過程中主要的中間產(chǎn)物及其產(chǎn)生和降解規(guī)律，推斷了其在自由基作用下的主要降解反應(yīng)，闡述了4-氯酚的輻射降解和脫除反應(yīng)機制。目前的研究表明，單靠輻射技術(shù)要有效地處理有機工業(yè)廢水需要較大的吸收

5、劑量，H2O2和TiO2納米粒子與輻射的協(xié)同作用很好地促進了4-氯酚的降解和礦化，尤其是礦化率的極大提高為將來輻射技術(shù)在實際工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用有較好的參考價值。
　　 2、多種活性染料的γ射線和電子束輻照降解
　　 以多種活性染料為具體研究對象，利用γ射線和電子束為輻照手段，研究水溶液中不同結(jié)構(gòu)的活性染料在電子束輻照下的脫色、降解和礦化特性。通過染料水溶液受到輻照前后的紫外可見光譜以及染料濃度、COD和TOC、溶液pH

6、值等的分析和測定，探討了吸收劑量、初始濃度、H2O2加入量、溶液pH值和溶液在不同氣體飽和下等主要輻照工藝參數(shù)和條件對染料降解和礦化效果的影響。結(jié)果表明，輻射技術(shù)能有效降解和礦化活性染料，染料降解率可達100％，COD去除率可達80％以上；H2O2的加入可以起到很好的促進降解和礦化作用，在吸收劑量為20.3kGy時，5mM的H2O2濃度可以將KNR降解率提高15％左右，COD去除率提高30％以上；染料分子的發(fā)色基團在很大程度上影響著電子

7、束輻照所引起的染料降解率，染料分子中的苯環(huán)數(shù)與苯環(huán)結(jié)構(gòu)可能是影響COD去除率的重要因素之一。通過研究，對影響染料的輻射降解和礦化的主要輻照工藝參數(shù)有了較為全面的了解，證明了射線輻照(尤其是電子束輻照)在處理印染廢水中的實際應(yīng)用可行性，提出了降低輻照吸收劑量的可能途徑，為輻射技術(shù)處理實際印染廢水提供了一定的研究基礎(chǔ)。
　　 3、活性染料剛果紅的時間分辨反應(yīng)動力學(xué)研究
　　 利用激光閃光光解和脈沖輻解對活性染料剛果紅的光降解