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1、 目录UV-TiO2催化法和uv-Fenton氧化法对PFBKS降解的研究41.概述12.处理方法13.研究内容24.研究方法及技术路线34.1 实验仪器设备和材料34.2 实验设计34.3 TiO2光催化氧化法降解有机氟废水的研究34.4 UV/Fenton氧化法降解有机氟废水的研究35.实验装置46.实验方法47. 测定及分析方法57.1 溶液中无机氟离子的测定57.2全氟样品脱氟率计算57.3反应后溶液COD值的测定：58.数据处理与分析58.1TiO2催化法对PFBSK降解的影响58.1.1光源距离对PFBKS降解率的影响68.1.2pH对PFBKS降解率的影响78.1.3离子强度对F
2、PBKS降解率的影响78.1.4温度对PFBKS降解率的影响88.1.5TiO2投加量对PFBKS降解率的影响8总结：98.2TiO2催化法对PFBKS降解的研究98.2.1温度对COD去除率的影响108.2.2光源距离对COD去除率的影响118.2.3离子强度对COD去除率的影响118.2.4pH对COD去除率的影响128.2.5TiO2投加量对COD去除率效果的影响12总结：138.3.1pH对PFBKS降解率的影响148.3.2温度对PFBKS降解率的影响158.3.3光源距离对PFBKS降解率的影响158.3.4离子强度对PFBKS降解率的影响168.3.52+投加量对PFBKs降解率
3、的影响168.3.62+与H2O2浓度比对PFBKS降解率的影响178.4不同条件下UV-Fenton法对COD去除率的影响。188.4.1光源距离对COD去除率的影响198.4.2pH对COD去除率的影响198.4.3离子强度对COD去除率的影响208.4.4温度对COD去除率的影响208.4.52+投加量对COD去除率的影响218.4.62+与H2O2浓度比对COD去除率的影响219.讨论2210.前景展望2211.附表2311.1UV-TiO2催化法方差分析23光源距离对降解率的影响方差比较23温度对降解率的影响方差比较2311.2UV-Fenton氧化法方差分析2610.鸣谢2911.
4、参考文献29UV-TiO2催化法和uv-Fenton氧化法对PFBKS降解的研究摘 要：当今，由于全氟化合物（pfos）独特的拒水拒油性，使其被广泛应用于纺织、皮革、造纸等行业。与此同时，PFOS具有很高的生物蓄积性和多种毒性，是目前最难降解的持久性污染物，其造成的污染已逐渐成为全球性的环境问题。随着国际组织对PFOS等物质禁令的颁布，其分析技术和降解方法也得到日益广泛的关注和重视。本文将对UV-TiO2催化法和uv-Fenton氧化法对PFOSK降解效果进行详细分析和探讨，从而选择最佳的处理方式。关键词：PFBKS；降解；UV-TiO2催化法；uv-Fenton氧化法；CODStudy on
5、 the degradation of PFBKS by UV-TiO2 catalytic method and uv-Fenton oxidation methodAbstract: Nowadays, due to the unique water repellent and oil repellent property of the fluorine compound (PFOS), it is widely used in textile, leather, paper and other industries. At the same time, PFOS has high bio
6、logical accumulation and many toxicity, is the most difficult to degrade the persistent pollutant, and its pollution has gradually become a global environmental problem. With the promulgation of the international organization for the substance injunction such as PFOS, the technology and degradation
7、of its analysis have been paid more and more attention. In this paper, UV-TiO2 catalytic method and UV-Fenton oxidation method for PFOSK degradation of the effect of a detailed analysis and discussion, so as to choose the best way of treatment.Keyords: PFBKS; degradation; UV-TiO2 catalytic method; U
8、V-Fenton oxidation; CODUV-TiO2催化法和uv-Fenton氧化法对PFBKS降解的研究1.概述全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)及其相关化学品是一类重要的全氟表面活性剂, 由于氟的特殊结构和性能, 被广泛用于纺织、皮革、涂料、农药等工业生产中。近年来, 随着人们对其的研究越来越深入,根据经合组织(OECD)2002 年编写的危害评估1得出结论:全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)是一类新型的环境持久性污染物:由于氟具有最大的电负性,使得碳-氟键具有强极性, 并且是自然界中键能最大的共价键之一, 这使得全氟化合物普遍具有很高的化学稳定性和生物惰性, 能够经受强的加热、光照、
9、化学作用、微生物作用和高等脊锥动物的代谢作用而很难降解, 而有机物的惰性与环境影响是相互矛盾的, 越是惰性的物质在环境中越具有积累性和持久性, 对环境的影响就愈大, 研究报道许多氟代化合物对人体健康极为有害, 主要表现为抑制酶活性,影响能量传递, 破坏细胞膜等, 从而诱发癌变、肝肿大等疾病。有文献估计, PFOS的环境半衰期大于41年, 具有高度的生物蓄积性和放大效应。早在20世纪60年代, 就有人用NMR方法在人体血清中检测到了PFOS的存在, 由此人们推测PFOS的污染可能是全球性的, 直到人们解决了困扰低含量PFOS检测的问题, PFOS的研究才成为热点问题。2许多研究报道发现2, PF
10、OS及其相关化学品广泛存在于大气、水体、生物体的血液(血浆、血清等)以及肝脏内, 甚至在极地地区也检测到了该类物质。因而从2001年起, 世界各国就纷纷对其进行预警评估以及不同程度的限制和规定。早在2001 年PFOS已经被列入美国环保署(USEPA)持久性污染物黑名单之列, 随后优先采取行动的化学品和远距离跨境空气污染公约持久性有机污染物议定书也将PFOS添加到其中。32003 年英国环境署编写的环境风险评估, 2004 年加拿大环境部和卫生部发布的PFOS及其盐类和前体评估草案也纷纷作出对PFOS的风险预警。2006年10月25日, 欧盟通过决议限制在成品和半成品中PFOS以及相关氟化学品
11、的使用及销售, 4不得销售以PFOS为构成物质或要素的、浓度或质量等于或超过0.005%的物质。不得销售含有PFOS浓度或质量等于或超过0.1%的成品、半成品及零件。指令限制范围包括有意添加PFOS的所有产品, 包括用于特定的零部件中及产品的涂层表面,例如在润滑油、纺织品防油和防水剂, 5地毯、纸类和通用涂料等产品中的使用。但限制仅针对新产品,对于已经使用中的以及二手市场上的产品不限制。2006年12月12 日指令草案最终获得部长理事会批准, 2006年12月27日指令正式公布并同时生效。2.处理方法由于全氟化合物（PFos）在环境中具有持久性、6长距离迁移能力以及对人体和生物体均具有较大的毒
12、性，因此研究处理这类全氟化合物的有效方法迫在眉睫。目前，文献报道的对于全氟化合物的处理方式主要有物理处理法和化学处理法。其中物理处理法多采用吸附分离法，化学处理法主要有以下几大类：（1）化学氧化法，主要利用的氧化剂为过硫酸盐；（2）光催化降解，这类方法利用的催化剂主要为杂多酸（H3PW12O40xH2O）；（3）还原降解，主要是利用零价铁或是其他一些具有还原能力的催化剂在某些外加能量的辅助下，还原降解PFCs；（4）直接光解，直接利用超紫外线对PFos 进行降解。直接光照法，简单、易操作，具有极强的实用性。7Yamamoto 等（2007）在254 nm、32 W 紫外灯辐照下，分别研究了40
13、 的PFOS在水溶液和碱性异丙醇溶液中的光解情况。辐照10 d 后，两种体系PFOS 的降解率分别为68%和98%，且有氟离子和硫酸根离子生成。他们通过对降解产物的分析，推断出降解途径首先是通过生成C8HF17 和C8F17OH，再脱除-CF2 形成C7HF15 和C7F15OH，进一步脱氟形成CF4、C2F6 和C3F8 等全氟烷烃化合物。Chen 等（2007）研究了185 nm 超紫外线的照射下，PFOA 的降解。25 ppm 的PFOA 在照射2 h 后，其降解率达61.7%，脱氟率为17.1%，且降解产物为短链的全氟羧酸，随着光照时间延长，这些中间产物也可被降解。两次试验为直接光照法
14、提供了可行性依据以TiO2为催化剂的光催化降解法，在20 世纪80 年代后期光催化氧化法开始用于环境污染控制领域，而TiO2 是最常用的光催化剂。由于其高效、无毒、稳定性好、8廉价且无二次污染，在处理有机污染废水方面具有广阔的前景。其主要作用机理是在波长小于387.5 nm 的光照射下，TiO2 价带中的电子被激发到导带上，从而生成光生电子（e-）和光生空穴（h+），而电子与溶解氧作用可以生成具有高活性的超氧自由基（O2-），同时空穴和水作用生成了具有强氧化性的羟基自由基（OH），同时h+本身也具有强氧化性，可以直接与有机污染物作用。光-Fenton法是在电-Fenton体系中引入紫外光、9可
15、见光或太阳光，使活化分子氧和H202具有更快的反应速度，能够显著加快污染物的降解速率，提高降解效率，促进有机物的深度氧化及矿化，从而在有机污染物降解中具有更广阔的应用前景。Fenton氧化法具有过氧化氢分解速度快、氧化速率高等特点，10但是由于大量2+的存在，使得过氧化氢利用率低，有机物降解不完全。为了克服Fenton氧化法的不利条件，人们尝试以三价铁离子代替二价铁离子，发现三价铁离子也可以催化分解过氧化氢，产生羟基自由基，用Fe3+/H2O2处理含酚废水、含氯酚废水和活性染料废水的研究都取得了不错的结构，甚至效果优于使用Fenton试剂处理上述废水。因此，运用直接光照法、光-Fenton法、光-类Fenton法、TiO2光催化氧化法对全氟化合物进行降解效果对比实验具有相当的可行性。3.研究内容运用光-Fenton法、和TiO2光催化氧化法11分别在不同条件下
