超聲催化降解水中難降解有機(jī)污染物研究

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1、附件一大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題選題名稱超聲催化降解水中難降解有機(jī)污染物研究實(shí)驗(yàn)室名稱環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)中心聯(lián)系電話18003818136選題涉及的學(xué)科專業(yè)化學(xué)學(xué)科，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)對申報學(xué)生的要求環(huán)境與市政工程學(xué)院，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)2011級一、選題的意義（不超過500字）超聲技術(shù)是利用聲空化能量加速和控制化學(xué)反應(yīng)，提高反應(yīng)效率的一種新技術(shù)。超聲波能加快反應(yīng)進(jìn)程，主要作用機(jī)理有空化效應(yīng)、機(jī)械剪切效應(yīng)、超聲絮凝效應(yīng)和自由基效應(yīng)。超聲能夠破壞顆粒的雙電層的球形對稱，使顆粒易于凝聚;其高頻振動在溶液中形成的空穴附近形成熱點(diǎn)(HotSpot)，使進(jìn)人空化泡中的水蒸氣發(fā)生了分

2、裂及鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，形成·H、·OH自由基，強(qiáng)大的剪切力可使大分子主鏈上的碳鍵斷裂，從而起到降解有機(jī)分子的作用，并促使上述產(chǎn)生的自由基進(jìn)人整個溶液，促使物質(zhì)的氧化分解。超聲技術(shù)具有去除效率高，反應(yīng)時間短，提高廢水的可生化性，設(shè)備簡單等特點(diǎn)。超聲對水中污染物的降解處理不是聲波作用，而是聲空化效應(yīng)和由空化產(chǎn)生的增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)的活性自由基的作用，自由基的具體產(chǎn)生機(jī)理如下：H2O?????→H·+HO·(1)H·+O2→·HO2→HO·+1/2O2(2)O2→2·O(3)·O+H2O→2HO·(4)空化泡崩潰產(chǎn)生的沖擊波和射流，使HO·和H2O2進(jìn)入整個溶液中，為化學(xué)

3、反應(yīng)提供了一個極特殊的物理化學(xué)環(huán)境。自由基由于含有未配對電子，所以其性質(zhì)活潑，具有很強(qiáng)的氧化能力，可在空化氣泡周圍界面重新組合，或與氣相中的揮發(fā)性溶質(zhì)反應(yīng)，形成最終產(chǎn)物，可以使常規(guī)條件下難分解的有機(jī)污染物得以降解。二、項(xiàng)目內(nèi)容摘要（不超過300字）本項(xiàng)目擬在實(shí)驗(yàn)室開展難降解有機(jī)污染物的超聲降解研究，具體是選擇偶氮染料酸性橙II、表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉等難降解芳香類污染物為目標(biāo)物，在水中進(jìn)行超聲降解，同時也可借助于超聲催化材料二氧化鈦、粉煤灰、硅藻土等強(qiáng)化對難降解有機(jī)污染物的去除。具體研究步驟如下：(1)對偶氮染料酸性橙II、表面活性劑十二烷基苯磺酸

4、鈉等難降解芳香類污染物進(jìn)行超聲降解，研究其降解行為包括降解動力學(xué)和降解過程分析。(2)在上述研究的基礎(chǔ)上，對二氧化鈦、粉煤灰、硅藻土等超聲催化材料進(jìn)行篩選，選擇合適的催化材料進(jìn)行難降解有機(jī)污染物的超聲催化降解研究，研究其降解行為。(3)結(jié)合其它高級氧化過程，對比其降解效率和用于難降解有機(jī)污染物去除的適用性，闡明超聲催化降解過程的優(yōu)勢和劣勢。