聲光催化氧化降解2,4-二氯苯酚的研究.pdf

1、本文以TiO2微粉為催化劑,低濃度2,4-二氯苯酚溶液為反應(yīng)體系,系統(tǒng)研究了超聲降解、光催化氧化和聲光催化氧化反應(yīng)的操作條件與參數(shù),并對(duì)聲光催化氧化降解2,4-二氯苯酚過(guò)程的表觀動(dòng)力學(xué)及2,4-二氯苯酚的降解途徑進(jìn)行了研究。
　　 在低頻低功率、溶液呈中性、含氧氣體通入的條件下,超聲對(duì)2,4-二氯苯酚溶液有很好的降解率。在光催化氧化反應(yīng)中,催化劑用量和溶液初始濃度均存在一最佳值,分別為100 mg·L-1和10 mg·L-1；p

2、H值呈酸性有利于反應(yīng)的進(jìn)行；體系中通入含氧氣體特別是氧氣能提高光催化反應(yīng)速率；溶液中的氯離子會(huì)抑制2,4-二氯苯酚的降解。
　　 聲光催化氧化技術(shù)對(duì)2,4-二氯苯酚的降解率分別是光催化氧化和超聲降解的1.1、2.8倍,這證實(shí)了超聲與光催化氧化技術(shù)之間存在協(xié)同作用。在一體式反應(yīng)裝置中,聲光催化氧化降解2,4-二氯苯酚的優(yōu)化條件為:催化劑濃度100mg·L-1,溶液初始濃度10 mg·L-1,超聲頻率45 kHz,超聲功率210 W

3、,pH值11.0,向體系中通入溶解度大的含氧氣體有利于2,4-二氯苯酚的降解,氯離子的存在會(huì)使2,4-二氯苯酚的降解過(guò)程受到抑制。同時(shí),對(duì)循環(huán)裝置中的操作條件也進(jìn)行了考察。將聲光催化一體式反應(yīng)器和循環(huán)式反應(yīng)器的降解效率進(jìn)行比較,結(jié)果顯示聲光催化氧化反應(yīng)在循環(huán)式反應(yīng)裝置中有更高的降解效率。
　　 2,4-二氯苯酚聲光催化氧化降解過(guò)程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。在此過(guò)程中2,4-二氯苯酚降解途徑為:首先經(jīng)歷脫氯過(guò)程,然后與羥基反應(yīng)產(chǎn)生含羥基