催化还原法处理二氯甲烷废气研究

【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。 【关键词】：还原脱氯 二氯甲烷 双金属铁
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X701.7
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 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pH26-27
• 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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