【正文】 ，特別是一些小分子有機酸在臭氧氧化過程中表現(xiàn)出了極強的穩(wěn)定性，成為單獨臭氧化反應的瓶 頸 [5]，使得在臭氧化水處理過程中很難徹底礦化有機物。mol1并且認為當有機物分子上存在推電子基團時，將會加速臭氧化反應速率；而存在吸電子基團時，會減弱有機物的反應活性。羥基自由基和化合物之間的反應即為臭氧間接反應。 乙酸 1000 ≤ 3105 甲醛 70600 2 177。 硝基苯 510 2 TBA 501000 177。mol1從理論上講，對于任何一個含有雙鍵 (或三鍵 )的分子，且雙鍵上兩個原子的電負性不同時，該分子都會發(fā)生這種反應。作為親電試劑主要與一些具有較高電子云密度的芳香化合物發(fā)生反應，因而給電子基 (如． OH， NH2 等 )的芳香取代物的鄰位及對位碳原子上有很高的電子云密度，與臭氧 反應速度就比較快；相反，帶吸電子基 (如． COOH， NO2)的芳香取代物與臭氧反應速度較慢，此時， O3 主要攻擊間位。 臭氧氧化機理 臭氧氧化能力很強，能與許多有機物或官能團發(fā)生反應，如 C=C、 C=C、芳香化合物、雜環(huán)化合物、 N=N、 C=N、 CSi、 OH、 SH、 NH CHO 等，但是，臭氧氧化反應機理仍未有肯定的研究結論，水中臭氧的變化很復雜，當前研究認為，臭氧在水 溶液中與有機物或無機物的反應是直接氧化或間接氧化。與有機物反應一樣。因此臭氧具有殺菌效果好，速度快，而且對病毒消滅也十分有效，是目前加藥消毒法中最有效的消毒劑。OH 氧化反應條件溫和，容易得到應用。OH在降解廢水時有以下一些特點： (1) OH 表 11 常見氧化劑的氧化能力 [1] Table 11 Oxidation power of mon oxidants 氧化劑 氧化電位 (V)/(氫標 ) 相對氯氣的氧化能力 氟氣 羥基自由基 原子氧 臭氧 雙氧水 氧氣 羥基自由基 (由表 21 可知，在常見氧化劑中，臭氧的氧化能力是最強的。常溫下，臭氧為淡紫色氣體。 盡管 臭氧具有極強的氧化性，但也存在一定的局限性。 (2) 工業(yè)生產(chǎn)領域 利用臭氧的強氧化性，將臭氧應用于各種漂白、脫色、脫嗅和發(fā)酵 等生產(chǎn)過程，同時發(fā)揮臭氧的可燃性功能，促進汽車、飛機燃料的充分燃燒，提高能源利用率。作為一種潛在的強 Lewis酸，近年來基于氟化鋁而開發(fā)的強 Lewis酸催化劑（例如： AlClxF3x， Cr2O3– AlF3）受到了人們較多關注 。很多固體催化劑（例如 :TiO2/Al2O3和 MnOx/Al2O3等）在臭氧化特定的目標有機物過程中顯示了一定的催化效果，但在其他類型有機物的臭氧化降解中往往效果不佳。臭氧作為一種清潔的氧化劑，在給水及排水領域均已得到廣泛的應 用。 此外實驗還優(yōu)化各工藝參數(shù)對乙酸去除率的影響，如 pH,臭氧功率，氣流率等。 新型三組份催化劑在臭氧化降解有機物中的應用及優(yōu)化 摘 要 水環(huán)境污染是普遍存在的問題． 對于水中具有高化學穩(wěn)定性、有毒難生物降解的有機污染物，基于強氧化性和無污染性，臭氧氧化技術得到極大的發(fā)展，但它單獨臭氧氧化技術存在高選擇性和高耗能性，因此基于強化臭氧氧化技術引起水處理工作的極大興趣，其中尤以催化臭氧化技術最受關注。同時實驗還 研究了制備催化劑的條件對催化劑活性的影響（如催化劑前驅(qū)體濃度的選擇、催化劑表明釩鈦比等）， 結果表明 ,增加前驅(qū)體的濃度或增大催化劑表面釩鈦比都有助于增加催化活性。 OH)的性質(zhì) ............................................................................................ 7 臭氧的消毒作用 ............................................................................................................ 8 臭氧氧化機理 ................................................................................................................. 8 單獨臭氧化水處理的缺陷 ........................................................................................... 10 臭氧類高級氧化技術 .................................................................................................... 11 H2O2/O3水處理體系 .................................................................................................. 12 UV/O3 處理技術 ........................................................................................................ 12 均相催化臭氧化 ........................................................................................................ 13 異相催化臭氧化技術 ................................................................................................ 14 催化劑表面性質(zhì)對催化劑活性的影響 .................................................................... 14 不同催化劑的前體對催化劑活性的影響 ................................................................ 15 煅燒溫度對催化劑活性的影響 ............................................................................... 15 活性組分比例對催化劑活性的影響 ....................................................................... 15 催化劑失活 ............................................................................................................... 16 異相催化臭氧化機理 ................................................................................................... 16 本論文研究目的和主要任務 ....................................................................................... 18 第二章 實驗部分 ........................................................................................................................ 20 實驗試劑與儀器 ........................................................................................................... 20 實驗試劑 ...................................................................................................................... 20 實驗儀器 ...................................................................................................................... 20 實驗裝置流程 ............................................................................................................... 20 實驗分析方法 ............................................................................................................... 21 化學需氧量 (COD)測定 ............................................................................................... 21 溶液中 pH 值測定 ....................................................................................................... 21 重鉻酸鉀測定的方法原理 .......................................................................................... 21 催化劑的制備方法 ...................................................................................................... 22 第三章 結果與討論 .................................................................................................................... 23 不同體系對催化臭氧化去除乙酸的效能影響 ............................................................. 23 負載不同釩鈦比對催化劑活性的影響 ......................................................................... 23 不同濃度的 NaF 前驅(qū)體對催化劑活性的影響 ............................................................. 24 pH 值對催化臭氧化降解乙酸的影響 ............................................................................ 25 臭氧濃度對催化臭氧化降解乙酸的影響 ..................................................................... 26 氣流量對催化臭氧化降解乙酸的影響 ......................................................................... 27 TBA 對催化臭氧化降解乙酸的影響 ............................................................................. 28 結論 ................................................................................................................................. 29 第四章 總結與展望 .................................................................................................................... 30 1 總結 .................................................................................................................................... 30 2 展望 ......................................................................................................................