P25介导的可见光体系协同声芬顿降解内分泌干扰物机理研究开题报告

1. 研究目的与意义

（1）目前塑料等制品不合理的使用造成了严重的生态环境危机，增塑剂类污染主要以paes污染为主，然而paes分布广，修复很难。paes污染修复已成为迫切需求。本次研究渴求探究出各种高级氧化体系中的最佳协同方案，在兼顾实际水处理的同时达到最好降解效果。

（2）近年来在p25介导的光催化氧化方面的研究中，表明着该氧化体系中存在着如：tio₂投加量大；tio₂回收困难；tio₂在水中易团聚、中毒失活,清洗困难；光生电子-空穴对无效复合率高；以小型实验设备为主等缺点。因此本研究在p25光催化体系中加入超声及芬顿构成p25协同光声芬顿体系，分析前后体系的协同和拮抗性，渴求通过新体系弱化p25光催化体系的弱点。

（3）探究p25对声芬顿体系中铁离子的循环的促进协同作用。

2. 国内外研究现状分析

首先，在声芬顿方面，近些年国内外水处理研究验证了其对有机污染物去除起到的协同效应。M.A. Behnajady利用US-FeO/H₂O₂降解含苯酚废水，结果表明短暂的US能提高Fe² /H₂O₂系统活性，促进了OH自由基生成，在反应24h后，TOC的去除率达90%[26]。K. Hasegawa研究了US、UV及Fenton分别及联合降解DBP的比较，发现DBP降解速率规律:UVUV/Fe² USUS/UVUS/Fe² US/UV/Fe² ,说明了对比传统的Fenton降解技术，在US的作用下，促进Fenton能有效地降解目标污染物[27]。徐其鹏等利用US协同Fenton对HMX废水进行降解，研究表明了超声波的引入对Fenton降解废水起到了正增强作用，增强系数为1.275。Wang采用采用超声波、芬顿、臭氧化及其组合降解四环素，研究显示，US/Fenton/O₃法对四环素的最大降解率高达99.8%，其中矿化率为65%，表明了US/Fenton/O₃法协同作用促进了难降解有机污染物的矿化，且四环素溶液的毒性明显降低，细胞活力从50%上升到94%[28]。韩丽杰在声芬顿降解含甲硝哒唑废水的实验中，表明了该技术能有效地降解MTZ,同时能减少铁和双氧水的投加量，且该工艺适用于高毒性、难降解化合物的废水处理[29]。

3. 研究的基本内容与计划

（1）通过动力学降解数据比较超声氧化、声芬顿体系、光声芬顿体系以及p25介导的光声芬顿体系的的协同与拮抗性。

（2）研究不同理化性质的邻苯二甲酸酯，邻苯二甲酸二甲酯（dmp）和邻苯二甲酸二乙酯（dep）在上述体系中的去除效率（采集过程中，在不同的预设时间对溶液进行取样，用高效液相色谱进行dmp、dep的定量分析）。

（3）研究体系反应参数对去除效率的影响。

4. 研究创新点

（1）现今的研究多集中在声芬顿和光芬顿体系中，但几乎没有关于光声芬顿体系降解PAEs的研究。本研究将分析光声芬顿体系降解PAES的可行性；对比其与未组合前体系的协同和拮抗性；探究光声芬顿的联合协同是否能弱化超声体系、声芬顿体系及光芬顿体系各自的缺点。

（2）至今只有极少部分研究涉猎到TiO₂-H₂O₂光芬顿催化，并且这部分研究主要集中在紫外光条件下，虽然能大幅提高催化效率，但是由于不能利用太阳光，对应用带来一定的困难。本研究就将催化条件改为LED光并加入超声进行探究，与紫外光UV下的催化氧化进行对比，探究替换为LED降解PAEs的可行性，寻求能在太阳光下符合实际应用的降解方案。