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凝结水中微量汽轮机油的光催化降解及测定方法的研究

作　者: 刘婷
导　师: 朱志平
学　校: 长沙理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 汽轮机油纳米TiO2 光催化降解玻璃漂珠聚氨酯泡沫体 TOC
分类号: TE626.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在热力发电厂的运行过程中,由于操作不当或汽轮机轴封系统的不严密等问题,尤其是在新电厂投运中,经常发生润滑油（主要是汽轮机油）泄漏到凝结水系统中的问题。凝结水中的微量油将会污染树脂,其高温分解产物将造成热力设备的腐蚀,导致巨大的经济损失。因此研究凝结水中微量油的去除具有重要的学术价值和应用价值。光催化降解法是目前处理难降解有机物的热门方法,本文中用它来降解凝结水中的微量汽轮机油。采用TOC法测定降解后的微量汽轮机油是本文的主要创新点之一,该方法通过直接测定油水乳化液中的含碳量来确定水中微量油的含量,可以直观的反映整个汽轮机油的降解情况,避免了采用单一物质来考查光催化除油的片面性。以玻璃漂珠和聚氨酯泡沫体为载体,采用溶胶-凝胶法及原位聚合法分别制备出玻璃漂珠负载纳米TiO₂光催化剂和聚氨酯泡沫体负载纳米TiO₂光催化剂。并通过TG-DSC、XRD、TEM、SEM等对其进行表征,结果证实TiO₂已成功负载在两种载体上,同时得到负载型光催化剂的结构特征。用两种负载型光催化剂对凝结水中的微量汽轮机油进行光降解实验,通过单一变量法,考察了制备条件和反应条件对光降解率的影响,实验结果表明:通过500℃煅烧、两次负载所制得的漂珠负载纳米TiO₂光催化剂,在反应温度35℃、溶液初始pH值为10、光催化剂用量6g/L的反应条件下光降解12小时,汽轮机油的降解率可达90%以上。聚氨酯泡沫体负载的TiO₂粒径为8nm时,在反应温度35℃、溶液初始pH值为10、光催化剂用量7.5g/L的反应条件下光降解8小时,汽轮机油的降解率即可达到90%以上。两种光催化剂在反应过程中都不会被消耗,易于回收,且至少可重复利用3次,故该催化剂可应用于凝结水中微量油的去除。采用Langmuir-Hinshelwood一级反应模型对负载型纳米TiO₂光降解微量油的动力学数据进行了拟合,得到线性度较好,该模型对光催化降解汽轮机油的应用具有重要的指导意义。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-22
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 汽轮机油的组成及特性简介  11-14
  1.3 凝结水中汽轮机油的存在状态  14
  1.4 微量汽轮机油的去除方法研究  14-16
    1.4.1 膜分离法  15
    1.4.2 超临界水氧化法  15
    1.4.3 光催化降解法  15-16
  1.5 负载型纳米TI0_2 除油的发展及应用  16-17
  1.6 汽轮机油的测定方法  17-20
    1.6.1 重量法  17
    1.6.2 红外分光光度法  17-18
    1.6.3 紫外分光光度法  18
    1.6.4 荧光分光光度法  18-19
    1.6.5 气相色谱法  19-20
  1.7 本课题研究的目的、内容及创新  20-22
    1.7.1 课题研究的目的  20
    1.7.2 本课题研究的主要内容  20
    1.7.3 本课题的创新点  20-22
第二章微量汽轮机油的测定方法研究  22-32
  2.1 实验试剂及仪器  22-23
  2.2 紫外分光光度法对微量汽轮机油的测定  23-25
    2.2.1 紫外萃取剂的选择  23
    2.2.2 萃取剂的用量及萃取过程  23
    2.2.3 紫外测定最佳波长的确定  23-24
    2.2.4 标准曲线的绘制  24-25
  2.3 TOC 法的探索性实验  25-29
    2.3.1 油水均匀混合液的制备方法  26
    2.3.2 表面活性剂的选择  26
    2.3.3 乳化剂用量  26-27
    2.3.4 乳化温度的确定  27-28
    2.3.5 乳化法TOC 标准曲线的制备  28-29
  2.4 乳化汽轮机油的紫外测定  29-30
  2.5 结果与分析  30-31
    2.5.1 紫外和TOC 法测定乳化油的比较  30-31
    2.5.2 测油方法的选择  31
  2.6 本章小结  31-32
第三章两种负载型光催化剂的制备及表征  32-43
  3.1 实验试剂及仪器  32-33
  3.2 玻璃漂珠负载纳米TI0_2 的制备  33-35
    3.2.1 引言  33
    3.2.2 实验步骤  33-35
  3.3 聚氨酯泡沫体负载纳米TI0_2 的制备  35-37
    3.3.1 引言  35-36
    3.3.2 实验步骤  36-37
  3.4 结果与分析  37-42
    3.4.1 负载型光催化剂的表征测试  37-38
    3.4.2 表征结果分析  38-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章微量汽轮机油的光催化降解特性研究  43-60
  4.1 玻璃漂珠负载纳米TI0_2 对汽轮机油降解  43-48
    4.1.1 制备条件对光催化剂降解汽轮机油的影响  43-45
    4.1.2 反应条件对光催化剂降解汽轮机油的影响  45-48
  4.2 聚氨酯负载纳米TI0_2 对汽轮机油的降解  48-54
    4.2.1 空白实验  48-49
    4.2.2 制备条件对光催化剂降解汽轮机油的影响  49-51
    4.2.3 反应条件对光催化剂降解汽轮机油的影响  51-54
  4.3 结果与分析  54-58
    4.3.1 光催化降解汽轮机油的最佳条件  54
    4.3.2 光催化降解汽轮机油的机理浅析  54-56
    4.3.3 光降解动力学模型  56-58
  4.4 本章小结  58-60
总结  60-61
参考文献  61-66
致谢  66-67
附录A  67

凝结水中微量汽轮机油的光催化降解及测定方法的研究

内容摘要

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