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光催化降解有机污染物

19113219 高思睿

1、有机污染物处理的重要性

在21世纪，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，如何减少污染，保护生态平衡，解决环保问题，已经引起各政府决策部门和学术研究部门的高度重视。

水和空气作为人类最宝贵的资源，随着工业进程的加快，大量的废水、废气被排入其中，其中的有毒有机化合物会在人体内富集，给健康带来巨大威胁。而且在这些化合物中，有部分化合物用平常的处理方法很难将其降解。

我国学者金奇庭等人通过研究观察发现：很多的有机化合物能使厌氧微生物产生明显的毒害作用。这些有机化合物必须通过一些其他的非生物的降解技术来除去。

光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。

自1972年日本学者藤島(Fujishima)和本田(Honda)发现TiO2单晶能光电催化分解水以来，光催化氧化还原技术，在污水处理、空气净化、抗菌杀毒、太阳能开发等方面具有广阔的应用前景，受到世界各国的广泛关注，并得到了迅速发展。

大量研究证实：染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等许多难降解或用其它方法难以去除的有机污染物都能够通过光催化氧化反应有效的降解、脱色、去毒，并最终完全矿化为CO2、H2O及其他无机小分子物质，达到完全无机化的目的，从而消除对环境的污染。

2、光催化剂

主要的光催化剂类型：

1、金属氧化物或硫化物光催化剂

2、分子筛光催化剂

3、有机物光催化剂

在光催化中采用半导体物质作为光催化剂，有ZnO、CdS、WO3、TiO2等。由于TiO2具有价廉易得、使用稳定及光活性高等优点，所以在光催化降解中，一般采用它作为光催化剂。

1. TiO2的结构

二氧化钛是钛的氧化物。根据晶型可以划分为金红石型、锐钛矿型和板钛矿型三种。金红石矿在自然界中分布最广，锐钛矿型TiO2属于四方晶系，板钛矿型TiO2由于属于正交晶系很不稳定，金红石型TiO2相对于锐钛矿型和板钛矿型来说应用较广。

2、两种晶型TiO2的比较

金红石的晶格比锐钛矿小，致密度高，具有更好的稳定性和较高的硬度、密度、折射率和介电常数。

锐钛矿在常温下较稳定，必须在高温条件下才可以向金红石型发生转变，且不可逆。锐钛矿对可见光的反射率高于金红石，对紫外线的吸收能力不如金红石，比金红石的光催化活性高。

金红石的比表面积较小，对O2的吸收能力较差，光生电子和空穴容易复合，降低了金红石的光催化活性。

高活性二氧化钛在实际研究中多为锐钛矿与金红石的混合物，这种复合结构能有效地提高光生电子和空穴的分离效率，这种现象被称为混晶效应。

3、TiO2催化剂的制备

普通TiO2催化剂的制备：

1、将干燥后的金红石(主要成分TiO2，主要杂质SiO2)与碳粉混合装入氯化炉中，在高温下通入Cl2反应，制得混有SiCl4杂质的TiCl4。

2、利用SiCl4和TiCl4沸点不同将SiCl4分离，得到纯净的TiCl4。

3、在TiCl4中加水、加热，水解得到沉淀TiO2·xH2O。

4、TiO2·xH2O高温分解得到TiO2。

纳米级TiO2颗粒具有巨大的表面积和更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，能快速将吸附在其表面的有机物分解掉。

纳米级TiO2一般采用水解法来制备，即将四氯化钛或钛酸四丁酯通过水解、沉淀、烘干得到纳米级的TiO2。

纳米级TiO2催化剂的制备：

1、将TiO2溶于一定去离子水中。

2、在高温下，水热分解得到TiO2溶胶。

3、通过蒸发除去溶液中的水和HCl，得到锐钛矿与金红石混合晶型的P-25 TiO2。

4、光催化反应机理

半导体物质存在着价带、导带和禁带。被电子占有的能带称为价带，它的最高能级为价带缘。相邻的那个较高能级即激发态称为导带，它的最低能级即导带缘：价带缘与导带缘的

能级差为禁带宽度Eg。

当半导体光催化剂受到光子能量高于半导体禁带宽度的入射光照射时，位于半导体催化剂价带的电子就会受到激发进入导带，同时会在价带上形成对应的空穴，即产生光生电子-空穴对。

光生电子(e-)具有很强的氧化还原能力，它不仅可以将吸附在半导体颗粒表面的有机物活化氧化，还能使半导体表面的电子受体被还原。而受激发产生的光生空穴(h+)则是良好的氧化剂，一般会通过与化学吸附水（H2O）或表面羟基（OH-）反应生成具有很强氧化能力的羟基自由基（·OH）。

研究表明羟基自由基几乎能够氧化所有有机物并使之矿化。实验证明一般光催化反应都是在空气气氛中进行，其中一个主要原因就是空气中所含氧气的存在对光催化有促进作用，能加速反应的进行，从原理上分析普遍认为氧气的存在可以抑制光催化剂上电子与空穴的复合，同时它还可以与光生电子作用形成超氧离自由氧O2-，接着与H+生成HO2，最后再生成羟基自由基，因此成为了羟基自由基的另外一个重要来源。

用反应式来表达光催化反应机理：

TiO2+hυ→TiO2+h++e-

h++e-→热量

H2O → H+ +OH-

h++ OH-→·OH

h++ H2O + O2→·OH+ H++O2-

h++ H2O→·OH + H+

e-+ O2→·O2-

·O2-+ H+→·HO2

2·HO2→O2+H2O2

·HO2+ H2O + e-→H2O2+ OH-

H2O2+ e-→·OH + OH-

一般的光催化反应就是利用催化剂产生的极其活泼的羟基自由基(·OH)，超氧离子自由基(·O2-)等活性物质将各种有机物污染物直接氧化为CO2、H2O等无机小分子。但是在气相条件下光催化反应可能并不一定是羟基自由基反应。有学者研究发现当光催化反应在气态环境下进行时，有时主要起作用的可能是其他物质。Stafford等[18]发现4-氯苯酚的光催化反应

就是光生空穴直接参与反应完成的。他们在研究后发现这有可能是因为4-氯苯酚的苯环结构可以捕获中间自由基和电子，在没有水蒸气存在时，它能够直接和光生空穴反应，从而达到降解的目的。

5、目前存在的问题

迄今为止，对TiO2处理大气有机污染物的研究多以有限的半封闭和封闭空间为主，对大空间的研究较少。关键在于对TiO2高催化性及长效性的研发，以利于降低处理成本。

纳米TiO2具有优良的光催化性能，但仍然有一些缺陷制约着光催化的大规模应用。主要由于其带隙较宽，导致其只能被太阳光谱中仅含有3%左右的紫外线激化，这一原因极大的限制了光催化技术的应用。

6、今后的发展方向

相对于已经被广泛研究的液-固相半导体光催化降解有机物的废水处理，气-固相半导体光催化氧化反应在许多方面都具有更突出的特点。普遍认为，在光催化反应的速率方面，由于气体分子的扩散速度相对较快，因此一般气相光催化的反应速率比起液相都提高了几个数量级。此外，用于气相的催化剂与液相反应相比更易回收，在实现连续化的处理方面更加方便；气相光催化反应条件更加便捷，在常温常压的条件下即可进行反应，直接以空气中的氧气作氧化剂，反应的效率更高；在气相光催化反应过程中使用的光源属冷光性质，对环境的温度没有明显的影响。

利用半导体光催化技术处理空气中的废气的多相光催化过程已经逐渐成为一种理想的环境治理手段。

在环境污染日趋严重的现代社会，TiO2光催化降解有机废气技术具有广泛应用前景，其能耗低，易操作，而且安全清洁等优势使得光催化技术在未来的环境治理中扮演着重要的角色。

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有毒难降解有机物废水简介

有毒难降解有机物废水简介 ---北京大钢环境治理技术研究院1. 有毒难降解有机污染物概述随着近代工业，尤其是有机、石油化工和农药等工业的飞快发展，有机化合物的种类和数量有增无减，据统计目前有机物的种类已达700多万种，且每年以1000多种的速度在增加着。这些有机化合物中很大一部分，是难以生物降解和对微生物具有毒害作用的：其污染程度和污染范围令人吃惊，当这些有机难降解污染物排放到自然环境后，不能得到微生物的有效降解，便会长期存在和积累，因此导致一连串的环境问题，对人类健康和生态环境构成严重的危害，能够导致急性、慢性及潜在性的伤害；尤其是一些有机合成物质，可产生长远的遗传影响，对各种细胞产生不可逆的“突变”作用，引发致癌、致畸、致突变的”三致”效应。在发达的地区和国家，有毒难降解有机污染物对环境的污染和破坏已成为世界上“三大环境问题”之一。 2. 分类及危害有毒难降解有机污染物主要来自各行业的工业生产，表1-1对各类有毒难降解有机污染物的危害及其来源按其化学组成进行了总结。表1-1 有毒难降解有机污染物的分类、来源及危害难降解有主要来源危害机污染物

多环芳烃焦化行业、石油化工企业、交通运输、工业锅炉等性质稳定，致癌性强杂环有机物焦化行业、石油化工、染料工业、橡胶工业、农药废水、制药废水性质稳定，生物富集，具有致突变、致癌作用有机氰化合物石油化工、人造纤维行业、焦化工业、有机玻璃单体合成废水剧毒物质有机化合物多氯联苯机械工业、塑料工业、化工废水、电力工业、润滑油工业通过食物链富集进入人体，对人体产生急性中毒作用，致癌作用合成洗涤纺织化纤企业、造纸企业、皮革工业、金属洗涤厂、食品制造厂发泡而影响生物处理净化效果，对致癌的多环芳烃具有增溶作用增塑剂塑料工业、化工企业稳定性强，对人中枢神经有抑制作用合成农药农药废水对人具有毒性及致癌作用合成染料染料废水、纺织印染废水、造纸废水、食品工业色度高，具有毒性及致癌作用有毒难降解有机污染物能在生态环境中长期滞留和积累，并随水体等在自然环境中扩散，通过食物链对人类健康和动植物生存造成负面影响。有毒难降解物质的大量进入，会对传统的生化处理构筑物带来很大的冲击作用：一方面这类物质自身难以被微生物利用，去除率低；另一方面这类物质的存在会影响其它化学物质的生物降解，主要表现为抑制活性污泥微生物的活性，使微生物不能充分发挥降解性能，有时甚至会造成活性污泥微生物的中毒、死亡。因此，如何控制有毒难降解有机污染物成为水污染治理中的新方向。 3. 生物降解性和生物毒性生物降解性能即有机污染物质被生物降解的难易程度，是指通过微生物的呼吸代谢消化作用，使某一物质改变其最初的物理化学性质，在该物质结构上引起变化所能达到的程度。难生物降解实际上是相对于易生物降解而言的，所谓“难”、“易”是根据有机物所在的体系而确定的：对于人工处理系统而言，例如在污水处理厂的生

光催化降解甲基橙

光催化降解染料甲基橙专业班次：应用化学3班学号：姓名：日期： 2015年5月12日 1.实验目的 1、掌握确定反应级数的原理和方法； 2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期； 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 2.实验原理国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O,而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-,SO42-,PO43-,PO43-,NH4+,NO3-等离子。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。光催化以半导体如TiO2,ZnO,CdS,Fe2O3,WO3,SnO2,ZnS,SrTiO3,CdSe,CdTe,In2O3,FeS2，GaAs,GaP,SiC,MoS2等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂。半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为 λg（nm）=1240/Eg(eV) 当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+）,形成光生电子-空穴对。空穴的能量为7.5 eV，具有强氧化性；电子则具有强还原性。当光生电子和空穴到达表面时，可发生两类反应。第一类是简单的复合，如果光生电子与空穴没有被利用，则会重新复合，使光能以热能的形式散发掉 e-+h+==N+energy(hv’

有机污染物的生物降解【文献综述】

有机污染物的生物降解 ——读书报告【091200028环院江静怡】【基本概况】有机污染物，organic pollutant即进入环境并污染环境的有机化合物，导致生物体或生态系统产生不良效应。生物降解，biodegradation即有机污染物在生物或其酶的作用下分解的过程。具体的来说，生物降解分为三种基本类型。Primary biodegradation初级生物降解:指的是母体化合物的结构发生变化，并改变原化合物分子的完整性；Environmentally acceptable biodegradation环境兼容性降解:是指可除去有机污染物的毒性或者人们所不希望的特性；Ultimate biodegradation完全生物降解:指的是有机污染物经过矿化转化后转化为二氧化碳和水以及其他的可利用的无机盐。不过在可降解的有机污染物中，由于化合物在环境中的滞留时间可达几个月或者几年之久，有机污染物又有难降解和易降解化合物之分。比如，POPs（Persistent Organic Pollutants）持久性有机污染物，是一类具有长期残留性、生物累积性、半挥发性和高毒性，并通过各种环境介质（大气、水、生物等）能够长距离迁移对人类健康和环境具有严重危害的天然的或人工合成的有机污染物，它的半衰期为半年。而通过一定的处理过程后，半衰期超过五天的化合物被定义为生物难降解有机化合物。化合物难降解的原因有很多种。比如化合物本身的化学组成和结构的稳定性，使其具有抗降解性。像我们常常提到的农药“666”（六氯代环己烷）和常见的多环芳烃类就是依结构的稳定性等特性稳定地存在于环境之中。另外地，在自然环境中也存在阻止生物降解的环境因素，包括物理、化学条件以及多种生物之间的协同作用。比方说，活性污泥就是模拟多种条件下的协同作用从而达到生物降解处理污染物的效果。生物降解的过程非为两种，好氧分解和厌氧分解。在好氧分解过程中，细菌是其中的主力军，微生物以有氧呼吸消耗分解大分子有机物。其中水质评价体系中的BOD（Bio-chemical Oxygen Demand）指的是水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总量。而厌氧分解则是主要依靠厌氧细菌，这个过程俗称“发酵”。在农村生活中，我们常见的沼气池就是这样工作的。通常地，科学家们在厌氧微生物中能寻找到一些能特异性氧化分解某特定难降解有机物的酶。目前生物降解研究的发展趋势为：1.研究自然环境中有机污染物和无机污染物的生物降解途径，寻找自然界中具有生物净化能力的特殊群体，探讨生物降解和污染物的相互作用关系，以便制定消除污染的措施。2.利用遗传学方法将多种有益的特异性基因重组成具有多功能、高降解能力的菌株。3.利用酶的固定化技术制备成专一的或多功能的生物催化剂，以降解多种污染物。

光催化降解甲基橙

N-TiO2的制备及可见光降解有机污染物的测定一、目的要求 1、N掺杂TiO2光催化剂的简易液溶液制备; 2、测定甲基橙在可见光作用下的光催化降解反应速率常数; 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。二、实验原理国内外大量研究表明,光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解,最终无机化为CO2, H2O。因此,光催化技术具有在常温常压下进行,彻底消除有机污染物,无二次污染等优点。光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学与环境化学等多个学科,因此多相光催化科技就是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。光催化以半导体如TiO2,ZnO,CdS,WO3,SnO2,ZnS,SrTiO3等作催化剂,其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点。TiO2就是目前广泛研究、效果较好的光催化剂之一。半导体之所以能作为催化剂,就是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构,通常情况下就是由一个充满电子的低能价带与一个空的高能导带构成,它们之前由禁带分开。研究证明,当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3、2eV,半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为 (nm)=1240/E g(eV) 当用能量等于或大于禁带宽度的光(λ<388nm的近紫外光)照射半导体光催化剂时,半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上,因而在导带上产生带负电的高活性光生电子(e-),在价带上产生带正电的光生空穴(h+),形成光生电子-空穴对。空穴具有强氧化性;电子则具有强还原性。当光生电子与空穴到达表面时,可发生两类反应。第一类就是简单的复合,如果光生电子与空穴没有被利用,则会重新复合,使光能以热能的形式散发掉。第二类就是发生一系列光催化氧化还原反应,还原与氧化吸附在光催化剂表面上物质。 TiO2→e-+h+ OH-+h+→·OH

氧化铁光电极的改性及光电催化分解水性能研究

目录第一章绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2光电催化分解水技术简介 (2) 1.2.1 光电化学池的结构介绍 (2) 1.2.2 光电催化分解水制氢的原理 (3) 1.2.3 光电催化分解水对半导体材料的要求 (4) 1.3纳米α-Fe2O3概述 (5) 1.3.1 纳米α-Fe2O3的晶体结构 (5) 1.3.2 纳米α-Fe2O3的光学特性 (6) 1.3.3 纳米α-Fe2O3光电极的制备方法 (7) 1.4纳米α-Fe2O3在光电催化分解水中的应用 (11) 1.4.1 纳米α-Fe2O3光电催化分解水的性能指标 (11) 1.4.2 纳米α-Fe2O3光电极的优点与面临的问题 (12) 1.4.3 纳米α-Fe2O3光电极的修饰与改性 (13) 1.5 本论文研究的目的、意义与内容 (28) 1.5.1 研究目的和意义 (28) 1.5.2 研究内容 (29) 1.6 参考文献 (29) 第二章研究方法 (40) 2.1 化学试剂 (40) 2.2 仪器设备 (41) 2.3 物性表征 (41) 2.3.1 扫描电子显微镜分析 (41) 2.3.2 高分辨透射电子显微镜分析 (42)

2.3.3 X射线衍射分析 (43) 2.3.4 X射线光电子能谱 (43) 2.3.5紫外可见漫反射光谱 (44) 2.3.6 X射线吸收谱 (45) 2.4 光电化学表征 (46) 2.4.1 线性扫描伏安法 (46) 2.4.2 光电转换效率测试 (47) 2.4.3 电化学交流阻抗测试 (47) 2.4.4 莫特-肖特基曲线测试 (47) 2.5 参考文献 (48) 第三章Fe2TiO5/ Fe2O3异质结的制备及其光电化学性质的研究 (50) 3.1 引言 (50) 3.2 样品制备与表征 (51) 3.2.1原始纳米α-Fe2O3光电极的制备 (51) 3.2.2 Ti-treated纳米α-Fe2O3光电极的制备 (52) 3.2.3 HF-Ti-treated纳米α-Fe2O3光电极的制备 (53) 3.2.4样品表征 (54) 3.2.5光电化学测试 (54) 3.3 结果分析与讨论 (54) 3.3.1 Ti-treated纳米α-Fe2O3光电极的物性表征 (54) 3.3.2 Ti-treated纳米α-Fe2O3光电极的光电化学表征 (59) 3.3.3 HF-Ti-treated纳米α-Fe2O3光电极的物性表征 (62) 3.3.4 HF-Ti-treated纳米α-Fe2O3光电极的光电化学表征 (65) 3.3.5 Ti处理纳米α-Fe2O3性能提升的机理研究 (67) 3.4 本章小结 (76) 3.5 参考文献 (76) 第四章Pt-Fe2O3/FeNiOOH复合光电极的制备及其光电催化性能的研究 (81)

光催化降解有机污染物

光催化降解有机污染物 19113219 高思睿 1、有机污染物处理的重要性在21世纪，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，如何减少污染，保护生态平衡，解决环保问题，已经引起各政府决策部门和学术研究部门的高度重视。水和空气作为人类最宝贵的资源，随着工业进程的加快，大量的废水、废气被排入其中，其中的有毒有机化合物会在人体内富集，给健康带来巨大威胁。而且在这些化合物中，有部分化合物用平常的处理方法很难将其降解。我国学者金奇庭等人通过研究观察发现：很多的有机化合物能使厌氧微生物产生明显的毒害作用。这些有机化合物必须通过一些其他的非生物的降解技术来除去。光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。自1972年日本学者藤島(Fujishima)和本田(Honda)发现TiO2单晶能光电催化分解水以来，光催化氧化还原技术，在污水处理、空气净化、抗菌杀毒、太阳能开发等方面具有广阔的应用前景，受到世界各国的广泛关注，并得到了迅速发展。大量研究证实：染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等许多难降解或用其它方法难以去除的有机污染物都能够通过光催化氧化反应有效的降解、脱色、去毒，并最终完全矿化为CO2、H2O及其他无机小分子物质，达到完全无机化的目的，从而消除对环境的污染。 2、光催化剂主要的光催化剂类型： 1、金属氧化物或硫化物光催化剂 2、分子筛光催化剂 3、有机物光催化剂在光催化中采用半导体物质作为光催化剂，有ZnO、CdS、WO3、TiO2等。由于TiO2具有价廉易得、使用稳定及光活性高等优点，所以在光催化降解中，一般采用它作为光催化剂。 1. TiO2的结构二氧化钛是钛的氧化物。根据晶型可以划分为金红石型、锐钛矿型和板钛矿型三种。金红石矿在自然界中分布最广，锐钛矿型TiO2属于四方晶系，板钛矿型TiO2由于属于正交晶系很不稳定，金红石型TiO2相对于锐钛矿型和板钛矿型来说应用较广。

难降解有机污染物的生物治理

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难降解有机污染物的生物治理作者：陈维璞，柴硕，李茹山，史雪廷作者单位：东北林业大学林学院环境科学系,黑龙江,哈尔滨,150040 刊名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2010，""(18) 被引用次数：0次相似文献(10条) 1.学位论文薛俊峰难降解渗滤液溶解性有机物特征分析及其在处理工艺中的应用2005 渗滤液水质水量变化范围大，成分复杂。现有渗滤液处理系统存在处理费用高，处理流程长等问题，特别是老填埋场渗滤液可生化性差，问题尤为严重。目前，垃圾渗滤液的处理技术已经成为国内外研究的一个热点，渗滤液的有效处理成为填埋技术发展中亟待解决的问题，为解决这一问题有必要对渗滤液的性质进行深入的研究。对垃圾填埋场渗滤液的处理来说，仅根据COD或TOC 等指标很难选择合适的渗滤液处理工艺。因此本文从建立适宣的渗滤液表征方法入手，提出以溶解性有机物(DOM)分类特征作为指标，来合理指导处理工艺的选择。通过采用DOM分子量分级和亲水-憎水性分类的方法，对实验室模拟填埋柱的新鲜渗滤液和老港垃圾填埋场渗滤液在填埋层内降解过程中的DOM 特征进行分析，揭示渗滤液降解过程中的物质去除规律;对五种难降解渗滤液 (四种模拟填埋柱循环回灌出水和老港垃圾填埋场氧化塘出水)中的DOM进行表征，根据分析结果分别选用混凝和电化学方法进行处理，并对其去除特性及可行性进行研究，探讨其物质去除机理和应用价值。 (1)采用DOM分子量分级和亲水-憎水性分类的方法，对五种难降解渗滤液中DOM进行了特征分析。结果表明，难降解渗滤液中DOM主要以分子量在4k以下有机物为主，腐殖质约占溶解性有机物的60％，且其芳构化程度高。对难降解渗滤液DOM特征分析的这一结果，可为处理工艺的选择提供科学依据。 (2)从DOM分子量分级和亲水-憎水性角度，首次对渗滤液降解过程中的物质去除规律进行了表征。结果表明：实验室模拟柱新鲜渗滤液和老港垃圾填埋场渗滤液中亲水性部分和小分子量有机物最易降解;经生物处理后，腐殖质及大分子量有机物所占比例大大增加，难降解性物质所占比例提高。对厌氧、间歇微氧和自然通风条件下渗滤液降解过程中有机物去除特征的研究表明，有氧条件下对小分子量有机物去除效果优于无氧条件。 (3)对循环回灌出水进行混凝处理，结果表明，铁盐混凝剂对COD去除率优于铝盐混凝剂。聚合硫酸铁(PFS)混凝剂对循环回灌出水COD的去除率达到58％。混凝对大分子量及腐殖质去除率较高，而对小分子量及亲水性物质去除率很低，如PFS对4k以上有机物去除率为89％，而对1k以下的仅为23.5％。这一结果揭示了分子量在lk以下有机物约占40％的循环回灌出水，采用混凝法处理COD去除率不高的根源。 (4)对循环回灌出水进行电解处理，确定了最佳工程操作参数为：极板间距10mm，电流密度10A/dm2，氯离子浓度5000mg/L和pH值8。电解过程中间接氧化起主要作用，电解产生的ClO-优先完全去除NH3-N。由于电流效率随电解时间的延长而下降，本文提出合理的电化学处理渗滤液应控制在NH3-N全部去除而BOD/COD上升至0.3的水平上。 (5)从DOM分子量分级和亲水-憎水性角度，首次对电解氧化法处理渗滤液的物质去除特征进行了研究。实验结果证明，有机物在电解氧化过程中按照大分子物质向小分子物质的形式转变；电解氧化90min可有效去除大分子和腐殖酸类物质，且出水的可生化性显著提高。这一结果可为电解氧化法处理大分子量的难降解物质提供一定理论依据。 (6)对各处理工艺过程中DOM去除特征进行分析，结果表明，对小分子量和亲水性有机物占主要部分且芳构化程度比较低的渗滤液，应采用生物处理方法；对大分子量有机物和腐殖质占主要部分且芳构化程度比较高的渗滤液，可采用混凝或电解的方法，进一步提高其可生化性和去除率。这一特征分析方法可为水处理工艺的选择提供借鉴。关键词：渗滤液，溶解性有机物，分子量分级，亲水-憎水性分类，混凝，电化学氧化 2.期刊论文吴耀国.谭英.胡思海.陈培榕.刘宝超.WU Yaoguo.TAN Ying.HU Sihai.CHEN Peirong.LIU Baochao易降解有机物对难降解有机污染物生物降解的影响-化工进展2008,27(4) 基于生长代谢、共代谢原理及易降解有机物与难降解有机物存在形式与形态的影响而改变其生物可利用性等角度,综述了易降解有机物对难降解污染物生物降解影响的研究进展,并基于微生物生态学及污染物生物可利用性的知识,探讨了有待深入研究的问题. 3.学位论文易芬云活性炭纤维阳极电氧化法处理水中难降解有机物的研究2008 随着对健康生活的日益关注，人类的环保意识日益增强，饮用水标准及环保排放标准不断提高，如何有效地去除水中难降解有机物，成了亟待解决的重大问题。电化学氧化法是新近发展起来的处理有毒难生物降解污染物的新型有效技术，能在常温常压下，通过有催化活性的电极反应直接或间接产生羟基自由基，从而使难生物降解的有机物转化为可生物降解的有机物，或使难生物降解的有机物“燃烧”而生成CO2和H2O。该方法用电子作为反应物，只需添加少量或不需加化学药剂，在常温、常压下即可运行，能量利用效率高，是一种清洁、安全、有效的水处理方法。在电化学氧化法处理水中难降解有机污染物的应用研究中，阳极材料往往是决定处理效率最为关键的因素，因此，探索综合性能好的阳极材料成为了目前研究的重点。活性炭纤维(ACF)具有高的比表面积、优异的吸附性能和良好的催化性能及导电性能，有望作为一种新型的电极材料应用于水的电化学处理领域。

持久性有机污染物常识

持久性有机污染物常识一、什么是持久性有机污染物？ 1、定义持久性有机污染物，英文缩写为POPs，是指具有高毒性，进入环境后难以降解，可生物积累，能通过空气、水和迁徙物种进行长距离越境迁移并沉积到远离其排放地点的地区，随后在那里的陆地生态系统和水域生态系统中积累起来，对当地环境和生物体造成严重负面影响的天然或人工合成的有机物。 2、性质国际上公认POPs具有下列4个重要的特性:(1)环境持久性:由于POPs对生物降解、光解、化学分解作用有较高的抵抗能力，它们难于被分解。(2)生物累积性:由于其具有低水溶性、高脂溶性的特点，它能在生物体脂肪组织中进行生物积累，在动物和人体内达到中毒的浓度。(3)远距离迁移能力:能通过蒸发作用在大气环境中远距离迁移，导致全球范围的污染传播。(4)高毒性:POPs大都具有“三致(致癌、致畸、致突变)”效应。 3、种类首批列入《斯德哥尔摩公约》受控名单的12种POPs分为3类:

一类是有意生产—有机氯杀虫剂:滴滴涕、氯丹、灭蚁灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀芬；二类是有意生产—工业化学品:六氯苯和多氯联苯；三类是无意排放—工业生产过程或燃烧生产的副产品:二恶英(多氯二苯并－对－二恶英)、呋喃(多氯二苯并呋喃)。二、持久性有机污染物有哪些危害？ POPs之所以成为当前全球环境保护的热点，正是由于其能够对野生动物和人体健康造成不可逆转的严重危害，典型地包括： 1、对免疫系统的危害 POPs会抑制免疫系统的正常反应、影响巨噬细胞的活性、降低生物体的病毒抵抗能力。研究表明，海豚的T细胞淋巴球增殖能力的降低和体内富集的滴滴涕等杀虫剂类POPs显著相关，海豹食用了被PCBs污染的鱼会导致维生素A和甲状腺激素的缺乏而易感染细菌。一项对因纽特人的研究发现，母乳喂养和奶粉喂养婴儿的健康T细胞和受感染T细胞的比率与母乳的喂养时间及母乳中杀虫剂类POPs的含量相关。 2、对内分泌系统的危害多种POPs被证实为潜在的内分泌干扰物质，它们与雌激素受体有较强的结合能力，会影响受体的活动进而改变基因组成。例如：亚老哥尔（多氯联苯商品名）在体内试验中表

光催化氧化技术降解有机污染物

光催化氧化技术降解有机污染物摘要：光催化氧化技术是一种新型的高级氧化技术，TiO2光催化氧化技术具有工艺简单、能耗低、效率高、易操作、无二次污染等特点，被认为是降解持久性有机污染物最有前途最有效的处理方法之一。本文阐述了光催化氧化的基本原理和特点，探讨了其影响因素，如温度、pH、催化剂用量等。综合可知，光催化氧化技术具有良好的发展前景，值得广大研究人员进一步的探究。关键字：光催化氧化，二氧化钛，有机污染物 Abstract：The technique of photocatalytic oxidation is a new advanced ocidation technique. UV/ TiO2 photocatalytic treatment is considered one of the most promising and effective methods of treating persistent organic pollutants due to its simple process, low energy consumption, high mineralization efficiency, easy access and low toxicity of end products et al. This paper states the basic principles and characteristics of the photocatalytic oxidation and explore the influencing factors such as temperature, the pH, the amount of catalyst et al. Comprehensive seen that photocatalytic oxidation has a good prospects of development and its worth further exploration by researchers. Key words：photocatalytic oxidation, TiO2, organic pollutants

高浓度难降解有机废水处理研究进展

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2016, 6(6), 130-136 Published Online December 2016 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/5f595182.html,/journal/aep https://www.wendangku.net/doc/5f595182.html,/10.12677/aep.2016.66017 文章引用: 程子洪, 李小端, 王华阳, 钟振成, 张微尘, 李国涛, 霍卫东, 李永龙, 熊日华. 高浓度难降解有机废水处 Research Progress of High Concentration Organic Wastewater Treatment Zihong Cheng 1,2, Xiaoduan Li 1,2, Huayang Wang 3, Zhencheng Zhong 1,2, Weichen Zhang 1,2, Guotao Li 1,2, Weidong Huo 1,2, Yonglong Li 1, Rihua Xiong 1,2 1 National Institute of Low-Carbon Energy, Beijing 2State Key Laboratory of Water Resource Protection and Utilization in Coal Mining, Beijing 3Shenhua Funeng Generation Electric Co., Ltd., Quanzhou Fujian Received: Nov. 27th , 2016; accepted: Dec. 12th , 2016; published: Dec. 15th , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/5f595182.html,/licenses/by/4.0/ Abstract The effective treatment of high concentration and low biodegradability wastewater turned to be urgent issues in domestic and foreign environmental technology. In this article, series of technol-ogies for no degradable organic wastewater treatment were summarized; the developments of different technologies were analyzed and compared. Finally, the development tendency of low biodegradability organic wastewater treatment in the future was proposed. Keywords Organic Wastewater, Low Biodegradability, High Concentration, Tendency 高浓度难降解有机废水处理研究进展程子洪1,2，李小端1,2，王华阳3，钟振成1,2，张微尘1,2，李国涛1,2，霍卫东1,2，李永龙1，熊日华1,2 1 北京低碳清洁能源研究所，北京 2神华集团煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室，北京 3神华福能发电有限责任公司，福建泉州 Open Access

光催化剂降解有机污染物

光催化降解有机污染物摘要：在21世纪的社会，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，水和空气作为人类最宝贵的资源已日益受到重视。开发一种简便有效的方法来治理水体污染和大气污染是人类社会一个急需解决的问题。虽然目前已经有许多治理手段，但是光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。关键词:光催化，有机污染物，环境，二氧化钛正文：在21世纪的社会，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，如何减少污染，保护生态平衡，解决环保问题，已经引起各政府决策部门和学术研究部门的高度重视。当今时代，我们在大力发展社会生产力，提高生活水平的同时，对环境也造成了严重的破坏，严重威胁着我们的生存。现如今，水和空气作为人类最宝贵的资源已日益受到重视。特别是随着工业进程的加快，水和空气中被排放了大量的废水、废气，其中含有大量的有毒有机化合物会在人体内富集，给人类的健康带来巨大的威胁[1-2]。而且在这些化合物中，有部分化合物用平常的处理方法很难将其降解[3]。我国学者金奇庭等人通过研究观察发现：很多的有机化合物能使厌氧微生物产生明显的毒害作用[4]。由实验结果可以看出，这些有机化合物必须通过一些其他的非生物的降解技术来除去。在我们的日常生活中，有大量的挥发性有机化合物（volatile organic compound，VOC）被排放到我们生活的环境中，不仅对环境造成了严重的破坏，而且使人类自己的健康乃至生命受到严重的威胁，例如，各种各样的的石油化工产品及会产生有毒气体的室内外装饰品、日常生活用品，特别是室内装饰经常使用的建筑材料像油漆、涂料等，这些化合物对环境造成严重的污染，对人类的健康造成严重的威害。因此，开发一种简便有效的方法来治理水体污染和大气污染是人类社会一个急需解决的问题。虽然目前已经有许多治理手段，但是光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。尽管纳米二氧化钛具有优良的光催化性能，但仍然有一些缺陷制约着光催化的大规模应用。主要由于其带隙较宽，导致其只能被太阳光谱中仅含有3%左右的紫外线激化，这一原因极大的限制了光催化技术的应用。目

超声波降解有机污染物的机理

超声波降解有机污染物的机理 2009-06-30 来源: 印染在线点击次数：107 关键字：超声波有机污染物 1．1 声化学反应的动力一一声空化超声波是指频率在15 kHz以上的声波，它在溶液中以一种球面波的形式传递，而频率在0．015一1 MH。的超声辐照溶液，被公认为会引起许多化学变化。超声波对有机污染物的降解并不是来自声波与有机物分子的直接作用，而是主要来源于声空化现象。超声空化是液体中的一种极其复杂的物理现象，它是指液体中的微小泡核在超声波作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。在声波负压半周期，当足够强度的超声波通过液体时，如果声压幅值超过液体内部静压强，存在于液体中的微小气泡(空化核)就会迅速增大；在相继而来的声波正压周期中，气泡又绝热压缩而崩溃，在崩溃瞬间产生极短暂的强压力脉冲，气泡中间会产生5 oooK以上的高温，局部压力在5×107Pa以上，气泡与水界面处温度也可达2 000 K。由于这种局部的高温、高压存在的时间仅几微秒，所以温度变化率高达109K／s，同时还伴有强大的冲击波和时速达400 km／h的射流，这就为有机物的降解创造了一个极端的物理化学环境。声化学反应主要源于声空化一一液体中空腔的形成、振荡、生长、收缩至崩溃及其引发的物理、化学变化。声空化产生的高温高压条件足以打开结合力很强的化学键，并且促进“水相燃烧”反应。在超声空化作用过程中产生的高温、高压条件下，水分子可以裂解产生自由基： H20→·OH+·H 自由基含有未配对电子，化学性质活泼，可与气泡中挥发性溶质反应，或在气泡界面区以及溶液中与可溶性溶质反应，形成最终产物，从而使常规条件下难处理的污染物得到降解。总之，声化学反应的本质是同时有热解(即燃烧)和自由基反应(特别是高浓度溶液)，在溶液其它地方(液相)所发生反应为自由基反应，本质上与常规自由基反应没有区别。 1．2 影响空化作用的因素 1．2．1 超声系统超声系统包括频率和声强或声功率。研究表明，高频超声波有助于提高超声降解速度，这是由于羟基自由基的产率随声源频率的增加而增加，但频率还与超声波的衰减有关。增加声强强度，有利于氧化反应，增大降解速度。如利用探头式超声波发生器降解农药甲胺磷水溶液时，随着声强的增加，空化程度增加，甲胺磷的降解率增大，但声能太大，空化泡会在声波的负相长得很大而形成声屏蔽，系统可利用的声场能量反而降低，降解速度也随之下降””。 1．2．2 体系性质体系性质主要包括体系蒸汽压、温度，溶剂、溶液中饱和气体的种类等。温度对超声空化的强度和动力学过程具有非常重要的影响，会造成超声降解的速率和程度的变化。温度升高会导致气体溶解度减小、表面张力降低和饱和蒸汽压增大，这些变化对超声空化不利。一般声化学效率随温度的升高呈指数下降，因此，声化学过程在低温下(＜20℃)进行较为有利，超声降解试验一般都在室温下进行。水中溶解的气体，分散的小气泡，或由于热扰动产生的气泡以及固体微粒等，都有可能促进空化作用。

持久性有机污染物的降解机制

持久性有机污染物（POPs）的降解机制

一. 课题分析持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，简称POPs）指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链（网）累积、并对人类健康造成有害影响的化学物质。它具备四种特性：高毒、持久、生物积累性、亲脂憎水性，而位于生物链顶端的人类，则把这些毒性放大到了7万倍。危害：一类是对儿童的出生体重的影响，可能会使人类婴儿的出生体重降低，发育不良，骨骼发育的障碍和代谢的紊乱，都可以对人的一生产生影响。第二类是对神经系统，注意力的紊乱、免疫系统的抑制；第三类是对生殖系统的危害。还对人体的内分泌系统有着潜在的威胁，导致男性的睾丸癌、精子数降低、生殖功能异常、新生儿性别比例失调，女性的乳腺癌、青春期提前等，不仅对个体产生危害，而且对其后代造成永久性的影响。第四类对癌症的影响。2001年5月，中国率先签署了《斯德哥尔摩公约》，这一公约是国际社会为保护人类免受持久性有机污染物危害而采取的共同行动，是继《蒙特利尔议定书》后第二个对发展中国家具有明确强制减排义务的环境公约，落实这一公约对人类社会的可持续发展具有重要意义。因此研究持久性有机污染物的降解机制，减少持久性有机污染物的危害，对我们人类的身体健康有着极其重要的作用。本作业利用自己这学期所学的文献检索课的知识，检索了国内有关持久性有机污染物污染物的降解等方面的文献，经初步整理给出一篇肤浅的文献综述，有望李老师给予指正。二. 检索策略 1.选择检索工具

由于不同检索工具的字段不同，因此将检索式（亦称提问式）在“检索步骤及检索结果”的各个具体检索工具中给出。三.检索步骤及检索结果 1.谷歌搜索引擎 1.1检索式 A.篇名=持久性有机污染物的降解机制

难降解有机物的处理

难降解有机物的处理及处理原理摘要难降解有机物严重污染和威胁人类身体健康,因此难降解有机物的治理技术研究是目前水污染防治研究的热点与难点。近年来,难降解有机物的生物处理技术研究取得了广泛的成果。目前运用生物技术处理难降解有机物的主要技术路线,包括共代谢技术、缺氧反硝化技术、高效菌种技术、细胞固定化技术、厌氧水解酸化预处理技术。关键词：难降解有机污染物生物技术共代谢技术 1.前言难降解有机物通常指在自然条件难于被生物作用发生递降分解的有机化学物质。有机物被微生物降解，转化为无机物，又由于无机物经过生命活动合成各种有机物，这是自然界生物地球化学的基本循环。合成洗涤剂、有机氯农药、多氯联苯等化合物在水中较难被生物降解，无氮有机物中的脂肪和油类也是难降解物质，它们往往通过食物链逐步被浓缩而造成危害；在生产、使用过程中以及使用后，会通过各种途径进入水体造成污染。难降解物质在环境中的持久性，以及广域的分散性，对环境与生态造成影响较大。因此，一直是环境污染、生态环境恶性循环的重要环节。难降解有机物被微生物分解时速度很慢,分解不彻底的有机物(也包括某些有机物的代谢产物)，这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。这类污染物包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氰化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等有毒难降解有机污染物。这些物质的共同特点是毒性大，成份复杂，化学耗氧量高，一般微生物对其几乎没有降解效果，如果这些物质不加治理地向环境排放，势必严重地污染环境和威胁人类的身体健康。随着工农业的迅速发展，人们合成了越来越多的有机物,其中难降解有机物占了很大比例，因此难降解有机物的治理研究已引起国内外有关专家的高度重视,是目前水污染防治研究的热点与难点。 2.难降解有机物的处理方式 2.1难降解有机物的分类难降解(难生物降解)有机物是指微生物在任何条件下不能以足够快的速度降解的有机物。形成有机物难于生物降解的原因除了在处理时的外部环境条件(如温度、pH值等)没有达到生物处理的最佳条件外，还有两个重要的原因，一是由于化合物本身的化学组成和结构，在微生物群落中，没有针对要处理的化合物的酶,使其具有抗降解性；二是在废水中含有对微生物有毒或者能抑制微生物生长

有机污染物的微生物降解

有机污染物的微生物降解――高效脱酚菌的分离和筛选一、目的要求学习并掌握分离纯化微生物的基本技能和筛选高效降解菌的基本方法。二、基本原理环境中存在各种各样的微生物，其中某些微生物能以有机污染物作为它们生长所需的能源、碳源或氮源，从而使有机污染物得以降解。本实验以苯酚为例： OH H 2 C H2C COOH COOH CH3 CO2+H2O 采样后，在以苯酚为唯一碳源的培养基中，经富集培养、分离纯化、降解试验和性能测定，可筛选出高效降解菌。三、设备与材料 1、器材 ①恒温培养箱②恒温振荡器③分光光度计④蒸馏烧瓶（500mL）⑤冷凝管 ⑥移液管（50mL、10mL、1mL）⑦容量瓶（250 mL、100 mL）⑧培养皿（9cm）⑨玻璃珠⑩玻璃刮棒接种耳酒精灯 2、培养基营养琼脂(B. R.) 液体培养基葡萄糖1g，蛋白胨0.5g，磷酸氢二钾0.1g，硫酸镁0.05g，蒸馏水1000ml，调pH为7.2-7.4。分装与250ml锥形瓶中，每瓶50mL或100mL，115℃高压蒸汽灭菌，30min。 3、试剂苯酚标准液精确称取分析纯苯酚1.000g，溶于蒸馏水中，稀释至1000mL，摇匀。此溶液每mL含苯酚1mg。取此溶液10mL，移入另一100mL容量瓶，用蒸馏水稀至刻度，摇匀。此溶液的酚浓度为100ppm。四硼酸钠饱和溶液称取化学纯四硼酸钠（Na2B4O7）40g，溶于1L热蒸馏水中，冷却后使用。此溶液pH为10.1。3％4-氨基安替比林溶液称取分析纯4-氨基安替比林3g，溶于蒸馏水，并稀释至100mL。置于棕色瓶内。冰箱保存，可用两周。 2％过硫酸铵溶液称取化学纯过硫酸铵[(NH4)2S2O8]2g，溶于蒸馏水，并稀至100mL。冰箱保存，可用两周。

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