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纳米铁粉脱氯降解四氯化碳和四氯乙烯的研究

作　者: 那娟娟
导　师: 冉均国
学　校: 四川大学
专　业: 材料学
关键词: 四氯化碳四氯乙烯脱氯纳米铁粉超声协同作用离子选择电极
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

有机氯化物对环境和人类健康造成严重危害，其污染问题已成为急待解决的问题。本文系统研究了纳米铁粉对四氯化碳和四氯乙烯的脱氯降解行为。将CCl₄和C₂Cl₄的脱氯率作为考察指标；分别采用超声波与纳米铁粉协同作用和超声波、水浴摇床与纳米铁粉共同作用两种实验方案，选用离子选择电极法测定氯离子浓度，考察了降解液的初始pH值，纳米铁粉用量，反应温度，摇床转速，反应时间，反应物的初始浓度等因素对脱氯效果的影响；并确定了纳米铁粉对CCl₄和C₂Cl₄脱氯的最佳工艺。采用草酸铁连续微波热解法制备了纳米级铁粉，并进行了粒度表征。颗粒粒径小，粒度分布均匀。超声波与纳米铁粉协同降解四氯化碳的研究结果表明：纳米铁粉和超声波两者产生互相强化作用，大大提高了四氯化碳的脱氯效果；并且随纳米铁粉用量、降解液初始pH值以及CCl₄初始浓度的增加，四氯化碳的脱氯率逐渐降低。选用L₂₅（5⁶）正交试验方案，研究了超声波、纳米铁粉与水浴摇床共同作用降解四氯化碳，得出了四氯化碳脱氯的最佳工艺条件：当四氯化碳初始浓度为20mg／L时，降解液初始pH值2.0，纳米铁粉2.0g／100ml，反应温度50℃，摇床转速200rpm，降解时间18h。在此工艺条件下，获得了99.5％的脱氯率。其中，降解液的初始pH值对四氯化碳的脱氯率有极显著的影响。此外，分别研究了超声波与纳米铁粉协同和超声波、水浴摇床与纳米铁粉共同降解四氯乙烯。结果表明：随着降解液初始pH值的增加，四氯乙烯的脱氯率呈现先减小后增大的趋势；当降解液的初始pH值为7.0时，脱氯率最低。四氯乙烯的脱氯率随纳米铁粉用量的增加先增大后减小。随反应时间的延长、反

全文目录

摘要  2-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-29
  1.1 有机氯化物及其对环境和人体的危害  10-12
  1.2 有机氯化物的治理方法  12-16
    1.2.1 物理法  12-14
    1.2.2 生物法  14-15
    1.2.3 化学氧化法  15
    1.2.4 化学还原法  15-16
  1.3 零价铁的性质及去污机理  16-17
    1.3.1 零价铁的物理化学性质  16
    1.3.2 零价铁的去污机理  16-17
  1.4 零价金属铁及其双金属体系脱氯降解有机氯化物的研究  17-22
    1.4.1 国内外的研究及应用情况  17
    1.4.2 金属铁体系降解有机氯化物的反应机理及反应动力学  17-20
    1.4.3 双金属体系降解有机氯化物的反应机理及反应动力学  20-22
  1.5 纳米铁及其双金属体系脱氯降解有机氯化物的研究  22-26
    1.5.1 纳米铁及双金属处理有机氯化物的优势  22-23
    1.5.2 纳米铁及其双金属体系对有机氯化物的脱氯研究  23-25
    1.5.3 纳米铁及其双金属体系降解有机氯化物的优势与发展方向  25-26
  1.6 本文研究的主要内容和技术路线  26-29
    1.6.1 本文研究的背景和意义  26-27
    1.6.2 主要内容及研究方法  27
    1.6.3 本文的研究目标及意义  27
    1.6.4 本文所采用的技术路线  27-29
第二章纳米铁粉的制备与表征  29-33
  2.1 实验方法与过程  31-32
    2.1.1 实验仪器与设备  31
    2.1.2 纳米铁粉的制备  31
    2.1.3 纳米铁粉的表征  31-32
  2.2 实验结果与分析  32
  2.3 本章小结  32-33
第三章超声波协同纳米铁粉降解四氯化碳的研究  33-47
  3.1 实验原料与设备  34-35
    3.1.1 实验原料与试剂  34-35
    3.1.2 实验仪器与设备  35
  3.2 超声波协同纳米铁粉降解四氯化碳  35
  3.3 氯离子选择电极标准曲线制定  35-41
    3.3.1 离子选择电极的原理  36-37
    3.3.2 氯离子选择电极的使用  37-38
    3.3.3 分段多项回归法制定氯离子标准曲线  38-41
  3.4 降解液中氯离子浓度的测量  41
  3.5 实验结果与分析  41-46
    3.5.1 超声空化与纳米铁粉脱氯降解四氯化碳的协同效应  41-42
    3.5.2 纳米铁粉用量对脱氯率的影响  42-43
    3.5.3 降解液的初始pH值对脱氯率的影响  43-44
    3.5.4 CCl_4初始浓度对脱氯率的影响  44-46
  3.6 本章小结  46-47
第四章纳米铁粉降解四氯化碳的正交实验研究  47-61
  4.1 实验方法与过程  47-49
    4.1.1 实验原料与试剂  47-48
    4.1.2 实验仪器与设备  48
    4.1.3 实验方法与过程  48-49
  4.2 实验结果与分析  49-60
    4.2.1 电极电位测量结果与标准曲线的线性拟合  49-57
    4.2.2 正交试验结果  57-59
    4.2.3 降解液的初始pH值对脱氯率的影响  59
    4.2.4 验证试验  59-60
  4.3 本章小结  60-61
第五章纳米铁粉脱氯降解四氯乙烯的研究  61-74
  5.1 实验原料及设备  62
    5.1.1 实验原料与试剂  62
    5.1.2 实验仪器与设备  62
  5.2 超声波协同纳米铁粉降解四氯乙烯  62-67
    5.2.1 实验过程  62-63
    5.2.2 实验结果与分析  63-67
  5.3 超声波、水浴摇床、纳米铁粉共同作用降解四氯乙烯  67-73
    5.3.1 实验过程  67
    5.3.2 实验结果与分析  67-73
  5.4 本章小结  73-74
第六章结论  74-76
参考文献  76-84
硕士期间参与的科研项目及取得的成果  84-87
致谢  87

纳米铁粉脱氯降解四氯化碳和四氯乙烯的研究

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