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催化还原法处理二氯甲烷废气研究

作　者: 程吉
导　师: 金一中
学　校: 浙江大学
专　业: 环境工程
关键词: 还原脱氯 二氯甲烷 双金属铁
分类号: X701.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文通过实验室配置模拟二氯甲烷气体,制备了双金属Ag/Fe、Cu/Fe、Ni/Fe颗粒与水组成吸收反应体系处理二氯甲烷气体,探索了pH、双金属比率、停留时间、铁粉投加量等因素对金属铁与二氯甲烷之间的还原脱氯反应以及体系净化二氯甲烷废气的影响。实验结果显示,在Ag/Fe、Cu/Fe、Ni/Fe和水组成的体系中,低pH均有利于二氯甲烷与铁的脱氯还原反应,在pH=5、7、9的Ag/Fe体系总脱氯率分别为6.79%、3.00%、1.27%,较低pH也有利于体系净化二氯甲烷,这可能有以下几个原因：H+参与了铁与二氯甲烷的反应,较低pH的系统中H+浓度高,有利反应的正向进行；较低的pH下Fe2+较难与OH-生成Fe(OH)2沉淀,金属铁的氧化相对较少,铁表面的有效反应位较多,有利反应的进行；另外,酸性条件下铁与H+反应生成的H2也可能参与了二氯甲烷的脱氯反应。第二种金属的加入明显提高了金属铁与二氯甲烷的反应速率,提高了体系对二氯甲烷的吸收容量和吸收效率。反应速率随着金属比例的提高而提高,实验还发现,在Ag/Fe、Cu/Fe、Ni/Fe三种双金属中,以Ni/Fe对二氯甲烷的还原脱氯效果最好,Ag/Fe-H2O体系次之,Cu/Fe-H2O体系最差。增大二氯甲烷在体系的停留时间能增大体系对二氯甲烷气体的吸收量,提高废气净化率,但是吸收液中的二氯甲烷浓度反而更低,液相二氯甲烷浓度的减小导致金属铁和二氯甲烷之间还原脱氯反应速率减小,总脱氯率也随之减小。实验还考察了Ag/Fe投加量对二氯甲烷降解的影响,发现被降解的二氯甲烷量随着Ag/Fe投加量的增大而增大,Ag/Fe-H2O体系对二氯甲烷废气的净化效率也随着增大。铁粉对净化效果的增强作用除了铁和二氯甲烷之间的反应之外,可能还要考虑铁粉表面对二氯甲烷的吸附作用。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-17
  1.1 二氯甲烷简介  11-13
    1.1.1 二氯甲烷理化性质  11-12
    1.1.2 二氯甲烷来源和用途  12
    1.1.3 二氯甲烷环境健康危害  12-13
  1.2 有机氯化物废气治理技术现状  13-15
  1.3 金属铁还原脱氯简述  15
  1.4 本文的主要内容  15-17
2 文献综述  17-30
  2.1 金属铁还原脱氯原理  17-20
  2.2 双金属体系还原脱氯原理  20-22
  2.3 金属铁还原脱氯动力学研究  22-24
  2.4 金属铁还原脱氯影响因素  24-30
    2.4.1 催化剂种类  24
    2.4.2 两种金属的比率  24-25
    2.4.3 铁的比表面积  25
    2.4.4 有机氯化物种类  25-26
    2.4.5 溶液pH  26-27
    2.4.6 反应温度  27
    2.4.7 污染物初始浓度  27
    2.4.8 溶解氧  27-28
    2.4.9 溶剂的影响  28
    2.4.10 表面活性剂  28-30
3 实验装置与方法  30-35
  3.1 主要实验试剂与仪器  30-31
    3.1.1 实验试剂  30
    3.1.2 实验仪器  30-31
  3.2 实验流程  31-32
  3.3 实验方法  32-35
    3.3.1 双金属制备方法  32
    3.3.2 二氯甲烷色谱分析方法  32-34
    3.3.3 氯离子测定方法——离子色谱法  34-35
4 Ag/Fe-H_2O体系处理二氯甲烷研究  35-45
  4.1 初始pH对吸收效率和反应的影响  35-38
  4.2 银化率对吸收效率和反应的影响  38-40
  4.3 停留时间对吸收效率和反应的影响  40-42
  4.4 Ag/Fe投加量对吸收效率和反应的影响  42-43
  4.5 本章小结  43-45
5 Cu/Fe-H_2O体系处理二氯甲烷研究  45-51
  5.1 初始pH对吸收效率和反应的影响  45-47
  5.2 铜化率对净化效率和反应的影响  47-48
  5.3 停留时间对吸收效率和反应的影响  48-50
  5.4 本章小结  50-51
6 Ni/Fe-H_2O体系处理二氯甲烷研究  51-58
  6.1 初始pH对吸收效率和反应的影响  51-52
  6.2 镍化率对吸收效率和反应的影响  52-54
  6.3 停留时间对吸收效率和反应的影响  54-56
  6.4 不同双金属体系的比较  56-57
  6.5 本章小结  57-58
7 结论与展望  58-61
  7.1 结论  58-59
  7.2 展望  59-61
参考文献  61-66
作者简历及在学期间所取得的科研成果  66

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用 > 其他废气处理
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