高級氧化技術降解水中持久性有毒物質ppt課件

1、高級氧化技術降解水中持久高級氧化技術降解水中持久性有毒物質性有毒物質 大連理工大學環(huán)境與生命學院大連理工大學環(huán)境與生命學院 一、簡介一、簡介 持久性有毒物質持久性有毒物質(PTS)是指可長期存在于環(huán)境中、可是指可長期存在于環(huán)境中、可以通過食物鏈富集以通過食物鏈富集,對人類健康及環(huán)境具有不利影響的化對人類健康及環(huán)境具有不利影響的化學物質。學物質。 根據(jù)毒物的來源不同根據(jù)毒物的來源不同,PTS可分為可分為:人工合成類人工合成類:如用于醫(yī)藥的乙烯雌激酚、右環(huán)十四酮醇類如用于醫(yī)藥的乙烯雌激酚、右環(huán)十四酮醇類(如丙酸睪酮、苯甲酸雌二醇如丙酸睪酮、苯甲酸雌二醇)農藥類農藥類:如有機氯類、有機錫類、含氯三嗪

2、類除草劑等如有機氯類、有機錫類、含氯三嗪類除草劑等工業(yè)原料和化學類工業(yè)原料和化學類:如金屬鎘、汞及其化合物如金屬鎘、汞及其化合物其他其他:如多氯聯(lián)苯、二、多乙氧烷基酚類、雙酚如多氯聯(lián)苯、二、多乙氧烷基酚類、雙酚A、鄰苯二、鄰苯二甲酸酯類等甲酸酯類等 高級氧化高級氧化(AOTs)又稱深度氧化又稱深度氧化,其原理是在光、其原理是在光、電、催化劑、氧化劑的協(xié)同作用下電、催化劑、氧化劑的協(xié)同作用下,在反應體系中在反應體系中產生活性極強的自由基。自由基可以與有機物之間產生活性極強的自由基。自由基可以與有機物之間發(fā)生加合、取代、電子轉移等反應發(fā)生加合、取代、電子轉移等反應,或使化學鍵斷或使化學鍵斷裂裂,使

3、難降解有機物降解成低毒或無毒的小分子物使難降解有機物降解成低毒或無毒的小分子物質質,甚至可以直接降解成為甚至可以直接降解成為CO2和和H2O。AOTsphoto-Fenton試劑試劑O3/H2O2UV/H2O2Co/PMS系統(tǒng)系統(tǒng)H2O2/ Fe2+ (Fenton試劑試劑)多相光催化多相光催化氧化系統(tǒng)氧化系統(tǒng)高級氧化技術的分類高級氧化技術的分類(AOTs) v產量大產量大, ,品種多品種多, ,廣泛應用于各領域廣泛應用于各領域v生產過程生產過程10-1510-15 以廢水的形式排放以廢水的形式排放, ,色度大、色度大、 COD COD 高、組分復雜、水質變化大和難生化降高、組分復雜、水質變化

4、大和難生化降解解v致癌、致畸、致突變的致癌、致畸、致突變的“三致效應三致效應” v方向發(fā)展方向發(fā)展: :抗光解、抗氧化抗光解、抗氧化偶氮染料的危害偶氮染料的危害 二、實驗目的二、實驗目的了解和掌握了解和掌握PTS的概念、的概念、PTS的種類及危害的種類及危害;了解高級氧化技術了解高級氧化技術,特別是特別是Fenton體系的發(fā)展歷程體系的發(fā)展歷程;了解了解Fenton反應的基本機理反應的基本機理羥基自由基羥基自由基(OH) ;掌握影響高級氧化法處理廢水中掌握影響高級氧化法處理廢水中PTS類物質的動力學類物質的動力學研究方法。研究方法。 三、實驗原理三、實驗原理 Fenton試劑法是一種高級氧化處

5、理系統(tǒng)試劑法是一種高級氧化處理系統(tǒng),它分別通過它分別通過一種過渡態(tài)的金屬一種過渡態(tài)的金屬Fe2+分解過氧化物分解過氧化物H2O2產生高活性產生高活性OH,然后利用產生的自由基攻擊有機污染物然后利用產生的自由基攻擊有機污染物,降解為低毒降解為低毒或者無毒的無機鹽、水、二氧化碳等物質或者無毒的無機鹽、水、二氧化碳等物質,從而達到去除從而達到去除污染物的目的。污染物的目的。 羥基自由基的產生是一個復雜的反應過程。羥基自由基的產生是一個復雜的反應過程。Fe2+催化分解催化分解H2O2,產生產生OH ,總反應式為總反應式為: Fe2+ + H2O2 Fe 3+ + OH + OH (1) 四、實驗材料與

6、方法四、實驗材料與方法Fenton 實驗實驗: 酸性橙酸性橙染料染料(AO7,98純度純度);FeSO47H2O (分析純分析純);30 H2O2 (分析純分析純);過氧化氫酶過氧化氫酶 (Fenton試劑的淬滅劑試劑的淬滅劑) ; UV-Vis分光光度計分光光度計; 90-1磁力攪拌器磁力攪拌器;玻璃反應器玻璃反應器 AO7的紫外的紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜00.511.522.5200300400500600Wavelength (nm)AbsorbanceAO7溶液在486 nm 處UV-Vis標準曲線AO7的紫外-可見吸收光譜y = 0.0496x + 0.0074R2 = 0.9

7、99600.20.40.60.811.21.4051015202530C (mg/L)Absorption value 486 nm吸光度測定吸光度測定及全波長掃描及全波長掃描五、實驗步驟五、實驗步驟取樣取樣50 ppm AO7溶液固定反應時間間隔固定反應時間間隔加入同體積加入同體積的甲醇的甲醇(過氧化氫酶過氧化氫酶)淬滅劑淬滅劑或Fenton六、結果與討論六、結果與討論 測定測定0 、5、10、15、20、30、40、50和和60 min AO7在在486 nm下的吸光度下的吸光度A,用用ln(A/A0)-t 作圖作圖,求出準一級脫色動力學常數(shù)并求出準一級脫色動力學常數(shù)并求算脫色半衰期求算脫色半衰期t1/2。七、本卷須知七、本卷須知加入氧化劑加入氧化劑H2O2或者或者Oxone后立即計時后立即計時,嚴格嚴格按照時間間隔取樣。按照時間間隔取樣。取樣樣品與淬滅劑混合后要充分晃動