Деструкция органических примесей в воде при воздействии ультрафиолетового излучения

Деструкция органических примесей в воде при воздействии ультрафиолетового излучения

Автор: Щербакова, Галина Сергеевна

Шифр специальности: 03.00.16

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 191 с. ил.

Артикул: 3298371

Автор: Щербакова, Галина Сергеевна

Стоимость: 250 руб.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Современное состояние очистки воды от растворенных органических веществ.
1.1.1. Некоторые органические загрязнители природных и сточных вод
1.1.2. Краткая характеристика методов очистки воды от органических веществ
1.1.3. Очистка сточных вод от красителей.
1.2. Основные законы и закономерности фотохимии
1.2.1. Первичные и вторичные фотохимические процессы
1.2.2. Квантовый выход.
1.2.3. Фотолиз.
1.2.4. Фотокатализ.
1.3. Источники излучения.
1.3.1. Ртутные источники излучения.
1.3.2. Газосветные источники излучения.
1.3.3. Измерение интенсивности света.
1.4. Усиленные методы окислительной деструкции органических веществ
р, 1.4.1. Н2ОгУФ процесс.
1.4.2. ОзУФ процесс.
1.4.3. Фотоокисление, катализированное Т1О
1.4.4 Вакуумный ультрафиолетовый фотолиз.
1.5. Установки для фотохимического окисления оранических веществ в воде
1.5.1. Установки с ртутными источниками УФ излучения.
1.5.2 Установки сэксимерными источниками УФ излучения
1.6. Теоретические основы электрохимических инверсионных методов.
1.6.1. Порядок разрядки ионов на электродах
1.6.2. Формирование аналитического сигнала.
1.6.3. Типы рабочих электродов.
1.7. Сложности применения ИЭАМ в анализе растворов.
1 7.1. Инверсионные аналитические методы в анализе природных и сточных вод
1.7.2. Природные комплексообразователи гуминовые кислоты.
1.7.3. ЭДТА как комплексон класса аминополикарбоновых кислот.
ф. 1 8. Заключение по литературному обзору
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Реактивы и материалы
2.2 Стандартное оборудование и средства измерений.
2.2.1. Основное оборудование
2.2.2. Вспомогательное оборудование.
2.3. Разработанные фотореакторы и установки
2.3.1. Циркуляционный фотохимический реактор с ксеноновой эксимерной лампой
2.3.2. Непроточный фотохимический реактор с ксеноновой эксимерной лампой
2.3.3. Установка с фотохимическим реактором.
2.3.4. Змеевиковый фотореактор со ртутнокварцевой лампой низкого давления
2 4. Методы исследования глубины и скорости деструкции органических веществ
2.4.1. Спектрофометрия растворов
2 4.2. Определение ХПК растворов РОВ
2.4.3. Жидкостная хроматография.
2.5. Методика определения концентрации тяжелых металлов в растворах
2 6. Обработка результатов измерений.
2.6.1. Оценка повторяемости результатов анализа.
2.6.2. Определение скорости фотоокисления РОВ.
Глава 3. КИНЕТИКА ДЕСТРУКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ ПРИ РЕЗКО
НЕОДНОРОДНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ УФ ИЗЛУЧЕНИЯ В ВОДНОЙ СРЕДЕ
3.1. Влияние природы деструктируемого вещества на кинетику процесса
3.2. Режимы работы эксимерной лампы
3.2.1. Внешний электрод металлический стержень
3.2.2. Внешний электрод алюминиевая фольга
3.3. Влияние гидродинамических условий на кинетику процесса
3 .4 Определение энергии активации процесса деструкции красителей
3.4.1. Вывод математического выражения для Ет
3.4.2. Расчет энергии активации.
3.5. Математическая модель процесса деструкции РОВ под действием излучения ксеноновой эксимерной лампы
3.5.1. Предполагаемый механизм процесса.
3.5.2. Режимы протекания процесса.
3.5.3. Способы определения параметров фотохимического процесса
3.5.4. Ограничения модели.
3.5.5. Сравнение интенсивностей генерации радикалов разными источниками света
3.5.6 Извлечение информации из переходных процессов.
3.6. Определение констант скорости и величин стационарных концентраций ОН радикалов . 3.7. Влияние ТЮ2 на процесс фотоокисления красителей под действием ксеноновой
эксимерной лампы
3.7.1. Фотоокисление красителей в присутствии золя П
3 7 2 Фотоокисление красителей в присутствии кристаллического ТЮ2.
3.8. Влияние растворов на процесс фотоокисления красителей.
3 8 1. Влияние на светопоглощение растворов красил елей
3 8.2 Фотоокисление красителей при различных значениях растворов
Глава 4 КИНЕТИКА ДЕСТРУКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ ПРИ
ОДНОРОДНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ УФ ИЗЛУ ЧЕНИЯ В ВОДНОЙ СРЕДЕ
4.1 Фотоокисление красителей в коммерческом фотореакторе
4.1.1. Сравнение ртутнокварцевой и ксеноновой эксимерной ламп.
4.1.2. Изменение ХПК растворов красителей при облучении в коммерческом фотореакторе
4.1.3 Деструкция красителей в присутствии ТЮ2.ЮЗ
4.2. Сравнение эффективности разработанного змеевикового реактора с коммерческим.
ф 4 3. Кинетика деструкции красителей в змеевиковом реакторе.
4.4. Влияние Н2 на процесс фотоокисления красителей
4.4.1. Облучение растворов с различными исходными концентрациями красителей
4.4.2. Зависимость скорости фотоокисления красителей от концентрации Н2О
в раст воре.
4.4.3. Изменение ХПК растворов красителей при облучении.
4.5. Влияние световой мощности источника излучения на кинетику процесса фотоокисления РОВ
4.5.1. Фотоокисление красителей под действием различных ламп ДРБ8.
4.5.2. Фотоокисление гумнновых кислот под действием различных ламп ДРБ8.
Глава 5 КИНЕТИКА ФОТОХИМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ НЕКОТОРЫХ
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ.
5.1. Деструкция фенола и его хлорированных производных при обучении водных растворов УФ светом
5.2. Фотохимическое окисление фтапевой кислоты.
ф 5.3. Фотохимическое окисление антибиотиков.
5.4. Фотохимическое окисление пестицидов.
Глава 6 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ
ВОД ПЕРЕД ОПРЕДЕЛЕНИЕМ В НИХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
6.1. Разработка методики УФ деструкции гуминовых кислот
6.1.1. Условия проведения ИВ анализа.
6.1.2 Определение металлов в присутствии гуминовых кислот после подготовки
проб методом мокрого сжигания.
6.1.3. Определение металлов в присутствии гуминовых кислот после фотохимической подготовки проб.
6.2. Деструкция комплексообразователей на примере ЭДТА.
6.2.1. Условия проведения ИВ анализа.
6 2 2 Фотохимическая подготовка проб в присутствии Н2Ог
6.2.3. Выбор электролита.
6.2 4. Фотохимическая подготовка проб в присутствии Н2 электролиг
ацетатный буфер
7. ВЫВОДЫ
8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
9. ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ


В присутствии кислорода наблюдается повышение выхода пероксида водорода и продуктов окисления органического вещества, которое связывают с образованием пергидроксила и органических перекисных радикалов . Таким образом, стадией играющей главную роль в процессе фотоокисления растворенных органических веществ, является фотоактивация молекул Н2О, О2, но не РОВ. Окисление последних активными радикалами является вторичным процессом, причем для быстрой и полной деструкции РОВ совсем необязательно, чтобы их молекулы сильно поглощали УФ излучение и переходили в возбужденное состояние. Радикалы ОН и другие радикалыокислители активно реагируют как с возбужденными, так и с невозбужденными молекулами органических веществ, поэтому фотоокислению должны быть подвержены практически все органические загрязнители. Достаточно низкие квантовые выходы при фотолизе РОВ требуют разработки более эффективных методов деструкции. Поэтому понятен возрастающий интерес к фотокаталитическим методам очистки сточных вод Фотокатализом называют ускорение химической реакции, обусловленное совместным действием катализатора и облучения светом. Особенность фотокаталитических реакций состоит в том, что раздельное действие света или катализатора не оказывает значительного влияния на скорость реакции. При фотокаталитическом окислении возможна высокая степень минерализации следующих органических соединений нитробензола, анилина, бензойной и салициловой кислот, ацетона. ЭДТА , комплексов ЭДТА с Мл, С1, 1, Си и др. В зависимости от агрегатного состояния веществ, принимающих участие в реакциях фотокаталитическис системы делят на гомогенные и гетерогенные. В гомогенных системах в качестве катализаторов чаще всего используют комплексы переходных металлов с неорганическими и органическими лигандами. Фотолиз, например, гидроксокомплекса РеШ сопровождается генерацией ОН радикалов. В ходе облучения происходит восстановление РеШ до РеН, причем, количество окисленного фенола соответствует количеству введенного в раствор РеП1. Деструкции значительных количеств РОВ существенно превышающих количество РеШ, можно достичь, обеспечивая регенерацию РеШ из Ре введением в систему окислителя, например Н2О2, либо ЗгОв2. Течение процесса фотоокисления фенолов осложнено побочными явлениями образованием тяжелых продуктов и осадкообразованием. Для эффективной очистки сточных вод с большим содержанием фенолов и других токсичных ароматических соединений используют окисление раствором Н2О2 в присутствии катализатора реактива Фентона РеН. Однако этот способ имеет недостатки разложение пероксида водорода под действием ионов железа, выделение газообразного кислорода и взрывоопасных летучих органических веществ, образование осадка, требующего утилизации . Согласно данным работы , фотохимическое окисление хлорфенолов пероксидом водорода при УФ облучении в присутствии реактива Фентона протекает медленно. Максимальная степень очистки по общему углероду достигается за ч избыток Н2 1. В гетерогенных системах в качестве фотокатализаторов используют полупроводниковые оксиды или сульфиды ТЮ2, , СбБ и др. РбИПОг, ЮгТЮз и полупроводниковые дисперсии с нанесенными оксидами например, ЯиОгТЮг. Активными центрами реакции являются так называемые электронные дырки и электроны, образующиеся в полупроводнике при облучении светом . Совокупность результатов поисковых экспериментов, осуществленных к настоящему времени, указывает на эффективность применения твердых фото катализаторов в очистке воды от органических загрязнителей. Так, с помощью полупроводниковых катализаторов, в частности Т1О2, эффективно осуществляется фотолиз воды. УФ излучение с высокой энергией квантов в случае ТЮ2 3,2 эВ приводит к переходу электрона от валентной зоны молекулы полупроводника в зону проводимости, в результате чего происходит разделение зарядов 1. Г. Отрицательный заряд легко передается кислороду, растворенному в воде 1. ТК2 ТЮ2е 1Г 1. ТЮ2е ТЮ2 1. Далее возможно протекание следующих окислительных реакций перемещение электрона из адсорбированного субстрата ЮС 1. НгОадс 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.201, запросов: 145