超声场强化光催化氧化-无机膜微滤过程的研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文超声场强化光催化氧化-无机膜微滤过程的研究姓名：陈桂娟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：崔鹏20090401超声场强化光催化氧化．无机膜微滤过程的研究摘要论文在超声场强化光催化氧化．无机膜分离集成反应器中，将超声场强化技术与无机膜分离技术、光催化氧化技术相集成，研究超声强化作用下，低浓度苯酚溶液、聚丙烯酰胺溶液的光催化氧化降解作用和Ti02颗粒悬浆体系、聚丙烯酰胺溶液体系的无机膜分离过程。采用超声场强化光催化氧化降解低浓度苯酚溶液体系，研究了光催化氧化反应过程，优化了反应操

2、作条件为：苯酚初始浓度14mg·L～，Ti02用量2000mg·L～，溶液pH值为9，超声功率150W，超声频率45kHz，超声场协同作用能极大地提高光催化反应速率和苯酚降解率。研究了超声场强化光催化氧化降解低浓度苯酚溶液的动力学模型，计算结果很好地验证了超声对光催化氧化的协同作用。通过超声场强化光催化氧化降解低浓度聚丙烯酰胺溶液的过程参数研究，得到了优化反应参数：超声功率150W，超声频率45kHz，超声场强化光催化反应的协同效果明显优于单一光催化氧化降解过程。对超声协同光催化氧化降解的机理及动力学模型

3、初步研究结果表明，超声场协同光催化氧化降解高分子量聚丙烯酰胺反应呈一级反应动力学特征。采用超声场协同强化无机膜分离TiO：颗粒悬浆体系和聚丙烯酰胺溶液体系，研究了分离过程参数。Ti02悬浆液优化操作条件为：操作压力0．1．0．15MPa，温度298K．303K，溶液浓度1000．1500mg·L～，溶液pH值2．0—4．0，膜面错流速度0．8m·S～，超声功率150W，超声频率45kHz，超声场强化作用使膜通量提高了12％．15％。低浓度聚丙烯酰胺溶液的优化分离条件为：操作压力O．10MPa，温度303K

4、，溶液浓度1000mg·L～，溶液pH值11，膜面错流速度1．0m·s～，超声功率100W超声场的强化作用使膜通量提高了5％．7％。同时，研究了超声场强化无机膜分离Ti02悬浆液和聚丙烯酰胺溶液的数学模型。关键词：无机膜，光催化，超声，苯酚，聚丙烯酰胺，模型，反应动力学StudyonIntegratedProcessofPhotocatalyticOxidationwithInorganicMembraneEnhancedbyUltrasoundFieldAbstractInthereactorofult

5、rasonic—enhancedphotocatalysis、析minorganicmembraneseparation，wecoupledultrasoundfield，photocatalysisandmembraneseparationforphotocatalyticoxidativedegradationoflowconcentrationphenolsolutionandpolyacrylamidesolution，usinginorganicmembranetoseparateTi02par

6、ticlesfromslurrysystem．Photocatalysisdegradationofphenolwasinvestigated．ThepHvalue，reactiontemperature，theinitialconcentrationofthephenolSolutionultrasoundpower,ultrasoundfrequencyontheintegratedprocesswasinvestigated．WefixedpHvalueof9．0，temperatureof308K

7、，phenolconcentrationof14mg．L-l,ultrasonicpowerof150Wandfrequencyof45kHz．UltrasoundCangreatlyimprovethephotocatalyticreactionrateandphenoldegradationrate．WeStudieddynamicmodelofultrasoundenhancedphotocatalyficoxidativedegradationoflowconcentrationphenolsol

8、ution,theresultsshowedthatultrasoundcanenhancephotocatalyticoxidation．PhotocatalysisdegradationofPAMsolutionwasinvestigated．Theeffectofultrasoundpower,ultrasoundfrequencywasinvestigated．Wefixedultrasonicpowerof150Wa