【正文】 如表 31，表 32 和表 33所示。 用來制作水楊酸溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線所使用的水楊酸溶液的初始濃度為： 100 mg? L1， 80 mg? L1， 60 mg? L1 ， 40 mg? L1 ， 20mg? L1。C ，每次測定溶液進(jìn)樣量為 10uL. 流動相的制備：取 200mL 甲醇與 300mL 純水混合 ，加入 %的膦酸溶液調(diào) pH 至，用 抽濾機(jī)抽濾（ μm ）， 并 用超聲波脫氣。 圖 27 草酸溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線 用來制作草酸溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線所使用的草酸溶液的初始濃度為： 400 mg? L1，****本科畢業(yè)論文 高級氧化工藝去除小分子羧酸的對 比 研究 20 300 mg? L1， 200 mg? L1， 100 mg? L1， 50 mg? L1。取 900mL 該磷酸溶液與 100mL 甲醇混勻， 用抽濾機(jī) 抽濾（ μm ）， 用 超聲波脫氣。 圖 25 甲酸溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線 由甲酸溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線可以看出，甲酸溶液濃度在 01000mg/L 范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)曲線 呈線性關(guān)系 變化 。制成 的 流動相為體積比 7/93 的甲醇 /磷酸二氫鉀。C ， 每次測定溶液 進(jìn)樣量為 10uL。檢測器的功能是將從 色譜柱 中流出的已經(jīng)分離的組分顯示出來或轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，主要有紫外吸收檢測器、 熒光檢測器 、電化學(xué)檢測器和折光示差檢測器，其中以紫外吸收檢測器使用最廣。輸出泵的功能是將沖洗劑在 高壓 下連續(xù)不斷地送入柱系統(tǒng)，使 混合物 試樣在 色譜 中完成分離過程 。當(dāng)無純物質(zhì)對照時，定性鑒定就很困難，這時需借助質(zhì)譜、紅外和化學(xué)法等配合。根據(jù)固定相的形式， 液相 色譜法 可以分為 柱色譜法 、紙色譜法及 薄層色譜法 。 1903 年 俄國 化學(xué)家 液相 色譜法 用于分離葉綠素。 反應(yīng)總時間為 90min，分別在 10min， 20min， 30min， 40min， 60min， 90min時取樣。取樣口 設(shè)在裝置下部偏底部區(qū)域 ，能 較方便地 對反應(yīng)溶液進(jìn)行 取樣。 套在里面 的器皿 用于 安放紫外燈管， 而套在 外面的器皿 則用于裝載反應(yīng)物 并進(jìn)行實驗反應(yīng)。之后進(jìn)行實驗所得樣品中羧酸濃度的測定。 實驗配制的所測羧酸初始濃度和臭氧氧化實驗中的羧酸初始濃度一樣， 所用終止劑也一樣。反應(yīng)器的取樣口設(shè)在反應(yīng)器偏底部的位置，方便于反應(yīng)溶液的取樣和傾倒廢液的步驟。 實驗所得 的 6 個樣加上原溶液總共 7 個樣分別用液相色譜儀測得其相應(yīng)的羧酸含量。當(dāng) 通臭氧 達(dá)到 7 min 時 移開曝氣頭，關(guān)閉臭氧發(fā)生器 和氧氣瓶。 終止劑用以終止反應(yīng)進(jìn)行，使取樣的溶液保持 于 取樣時的 溶液狀態(tài) 。 裝置配有 781 磁力加熱攪拌器，通過磁力攪拌使反應(yīng)更快進(jìn)行。 。同時掌握純水儀、臭氧發(fā)生器、電磁攪拌機(jī)、電泵壓濾機(jī)、液相色譜儀等常用實驗儀器的使用方法，并掌握一定程度的實驗技能。 臭氧 氧化法的工藝設(shè)施主要由臭氧發(fā)生器和氣水接觸設(shè)備組 成。其中直接反應(yīng)是指臭氧與有機(jī)物直接發(fā)生反應(yīng)，這種方式具有較強(qiáng)的選擇性，一般是進(jìn)攻具有雙鍵的有機(jī)物，通常對不飽和脂肪烴和芳香烴類化合物較有效；間接反應(yīng)是指臭氧分解產(chǎn)生 178。 UV/H2O2技術(shù)最初用于有機(jī)廢水的處理，到了 20世紀(jì) 80 年代才開始用于飲用水處理。 光催化氧化技術(shù)利用光激發(fā)氧化將 O H2O2等氧化劑與光輻射相結(jié)合。 光催化氧化法 光化學(xué)及光催化氧化法是目前研究較多的一項高級氧化技術(shù)。OH 自由基，而 178。 自由基外 ， 還伴隨著生成 1 摩爾的過氧自由基 O2178。在自然界中，氧化能力在溶液中僅次于氟氣。 OH 式（ 11） 從上式可以看出， 1mol 的 H2O2與 1mol 的 Fe 反應(yīng)后生成 1mol 的 Fe，同時伴隨生成 1mol 的 OH外加 1mol 的羥基自由基。但進(jìn)入 20 世紀(jì) 70 年代，芬頓試劑在環(huán)境化學(xué)中找到了它的位置，具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力的芬頓試劑，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯 廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。 本課題選擇了 Fenton 氧化法，光催化氧化法和臭氧氧化法 這三種高級氧化工藝來進(jìn)行小分子羧酸的去除。鑒于臭****本科畢業(yè)論文 高級氧化工藝去除小分子羧酸的對 比 研究 8 氧能夠破壞和氧化微生物的細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、酶系統(tǒng)和核酸 ， 具有使細(xì)菌和病毒迅速滅活的功能 ， 在美國 ， 有關(guān) O3/ H2O2 作用生成的 178。國內(nèi)近年來也應(yīng)用 H2O2/UV 過程處理造紙廠廢水并取得明顯進(jìn)展 ， 用 O3/UV 系統(tǒng)處理廢氣的研究也已展開。 因而對設(shè)施以及對環(huán)境負(fù)荷的需求都較小。 (3)由于它是一種物理 化學(xué)處理過程 ， 很容易加以控制 ， 以滿足處理需要 ，甚至可以降解 10 9級的污染物 。OH 為特點(diǎn)，在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應(yīng)條件下，使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì) 。OH 一旦形成 ， 會誘發(fā)一系列的自由基鏈反應(yīng) ， 攻擊水體中的各種污染物 ， 直致降解為二氧化碳、水和其他礦物鹽。 Hoigne 可以說是第一個系統(tǒng)地提出高級氧化技術(shù)和機(jī)理的學(xué)者。OH ， 隨后 在 O3和 H2O2復(fù)合的高級氧化技術(shù) 中 被發(fā)現(xiàn)。OH通過電子轉(zhuǎn)移等途徑可使水中的有機(jī)污染物氧化為二氧化碳和水，從而降解有害物。這樣的工藝選擇理所當(dāng)然地 應(yīng)該成為 必不可少同時也是勢在必行的工作。而對于水體 COD 去除率卻不會造成太大的影響，這其中產(chǎn)生的差距卻會對之后的 檢測與 處理工作造成巨大的困擾。5 179。S 1） 草酸 179。OH 的反應(yīng)速率是最慢的，因此，草酸在反應(yīng)過程中的積累量通常也是最高的 [1]。具有部分 酸的通性 。相對密度 。由水楊 酸甲酯同苯乙醇在乙醇鈉作用下進(jìn)行醇交換反應(yīng)而得。熔點(diǎn) 101～ 102℃ (187℃ ，無水 )，在常溫下能較久保持穩(wěn)定。在高熱干燥 空氣 中能 風(fēng)化 。 結(jié)構(gòu)簡式 HOOCCOOH。易燃。能與水、 乙醇 、 乙醚 和 甘油 任意混溶。也可看做是一個 羥基 甲醛 。 螞蟻 分泌物和蜜蜂的分泌液中含有蟻酸，當(dāng)初人們 在 蒸餾螞蟻時制得蟻酸，故有此名。用來源于動植物的 油脂 或 蠟 進(jìn)行 皂化 ，可獲得 6至 18 個 碳原子 的直鏈脂肪 (族 )酸。又可根據(jù) 羧基 的數(shù)目分為 一元酸 、 二元酸 與 多元酸 。例如：甲酸與 乙醇 的相對分子質(zhì)量相同，但乙醇的沸點(diǎn)為 ℃ ，而甲酸為 ℃ 。他們還發(fā)現(xiàn)當(dāng) pH 時表面活性點(diǎn)會在臭氧作用下發(fā)生不可逆的破壞 ，當(dāng) pH 時則沒有催化劑的失活現(xiàn)象發(fā)生 [10]。因而 ， 反應(yīng)機(jī)理應(yīng)為草酸在 TiO2或 Al2O3表面發(fā)生吸附 ， 然后溶液中臭氧與吸附在 TiO2面的草酸發(fā)生反應(yīng)將其去除。 Pines 等在研究 TiO2催化臭氧分解草酸時，發(fā)現(xiàn)臭氧有可能氧化催化劑表面的金屬原子 ，而親電的表面再進(jìn)一步分解吸附 在 TiO2 表面的草酸。而當(dāng)溶液 pH為 MnO2 均沒有催化活性。其中， 劉正乾等制備了石墨 C和碳納米管 分別 載Pt催化劑，這兩種催化劑都具有很高的催化臭氧氧化小分子羧酸的活性。OH 的能力來進(jìn)行去除 工作。除此之外 ， 還有一些研究者采取應(yīng) 用多孔材料或全氟化合物把液相臭氧富集到較高濃度 的情況下， 從而獲得較強(qiáng)的氧化 小分子羧酸 的能力 。OH 從而 氧化去除。OH 來進(jìn)行小分子羧酸的去除成為了去除小分子羧酸技術(shù)中的主要步驟，而 較好地產(chǎn)生 178。OH 卻十分多， 這些反應(yīng)所得的 178。 而在另一 方面， 與臭氧氧化工藝類似，運(yùn)用 H2O2與其他物質(zhì)聯(lián)用來進(jìn)行氧化的工藝也是較為常見的飲用水處理高級氧化工藝。OH 與有機(jī)物的反應(yīng)則沒有選擇性，尤其是在與臭氧直接氧化不能過多反應(yīng)的小分子羧酸進(jìn)行反應(yīng)時，其反應(yīng)速率常數(shù)也要大得多 ， 一般在 108～ 1010M1178。OH) ， 然后自由基再與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。 在現(xiàn)今的研究當(dāng)中， 運(yùn)用氧化技術(shù)來進(jìn)行 飲用水處理 的 工藝被稱為飲用水深度處理工藝，即飲用水高級氧化技術(shù)（工藝）。另一方面 ， 我國飲用水源受污染 程度 高達(dá) 90%以上 ， 這其中 主要是持久性有機(jī)物、內(nèi)分泌干擾物以及藥物等微量有機(jī)污染物的污染 ， 其 濃度 雖然 低 ， 但造成的 危害卻十分的大 ， 因此， 對于這些污染物必須加以去除。這些挑戰(zhàn) 對我國更是如此。經(jīng)研究，在 飲用水源中存在著各種各樣的污染物， 其中 以 無 機(jī) 污染物較多 。 而在飲用水資源的問題中，飲用 水資源的污染成為了最需要靠學(xué)術(shù)與技術(shù)方面來進(jìn)行彌補(bǔ)的，同時也是當(dāng)今存在最嚴(yán)重的問題之一。 而在面對飲用水資源的缺乏或污染等各種問題下 ， 很多國家尤其是發(fā)展中國家 卻面臨著各種各樣艱難卻又實際的問題。 水楊酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定 ....................................... 20 3 高級氧化工藝去除小分子羧酸 的對比 … ………………………… ......………… ….. 22 臭氧氧化實驗 ................................................. 22 Fenton 氧化實驗 .............................................. 23 Fe2+投加量對去除率的影響 .................................. 24 H2O2投加量對去除率的影響 ................................. 25 溶液初始 PH值對投加量對去除率的影響 ...................... 25 反應(yīng)時間對去除率的影響 ................................... 26 小結(jié) ..................................................... 27 光催化氧化（ UV/H2O2）實驗 ..................................... 27 不同反應(yīng)體系對去除率的影響 ............................... 28 不同 H2O2濃度對去除率的影響 ................................ 28 不同反應(yīng)初始 PH 對去除率的影響 ............................ 30 小結(jié) ..................................................... 31 4 結(jié) 論 .......................................................... 32 參考文獻(xiàn) ............................................……………………………………………………. 33 致謝 ……………………………………………………………………………………….. 35 ****本科畢業(yè)論文 高級氧化工藝去除小分子羧酸的對 比 研究 1 1 緒論 選題背景及意義 水是生命之源， 是人民生活和社會生產(chǎn)最重要的基本資源之一， 水資源與人類 的各方各面息息相關(guān)，而 水資源的狀況直接影響著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活水平的提高。 OH的數(shù)量，而 在本次實驗條件下， Fenton氧化工藝是產(chǎn)生178。光催化氧化工藝在波長為256nm的紫外光照下分解 H2O2產(chǎn)生的178。 實驗結(jié)果表明： 臭氧氧化工藝對小分子羧酸的去除率極低 ，不適合作為去除工藝；而對于 500mL含小分子羧酸的溶液， 在 pH=3， H2O2的加入量為 ， Fe2+的加入量為 1mmol，反應(yīng)時間為 20min的條件下，通過 Fenton氧化工藝進(jìn)行實驗?zāi)苁剐》肿郁人岬娜コ蔬_(dá)到 96%以上，去除效果十分突出；光催化氧化工藝選擇的是 UV/H2O2聯(lián)用技術(shù)，在 500mL小分子羧酸溶液中，反應(yīng)初始 pH=4， H2O2的加入量為 ，反應(yīng)時間為 40min時，去除率可達(dá) 60%以上，去除效果十分明顯，但與 Fenton氧化工藝比較還是有所不足。本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 高級氧化工藝去除小分子羧酸的對比研究 ****本科畢業(yè)論文 高級氧化工藝去除小分子羧酸的對 比 研究 高級氧化工藝去除小分子羧酸的對比研究 I 摘要 摘要 本課題 采用深度處理法，即高級氧化技術(shù)（工藝）去除水中小分子羧酸，并運(yùn)用液相色譜法來進(jìn)行小分子羧酸的測定。 高級氧化工藝中氧化分解產(chǎn)生 的 178。 OH不夠多，因而對小分子羧酸的去除效果未達(dá)到最高；而對于 Fenton氧化工藝，通過控制 Fe2+和 H2O2的投加量，可以產(chǎn)生大量的 178。 OH最多的工藝，即為 此條件下 去除小 分子羧酸的最佳工藝。聯(lián)合國《世界水資源綜合評估報告》 強(qiáng)烈 指出 ， 水 資源 問題將嚴(yán)重制約 21 世紀(jì)全球的經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展， 并可能導(dǎo)致國家間的沖突 [1]。 例