研究目的
研究在模拟油气采出水的盐水中,使用Ag/AgCl/BiOCl复合光催化剂在可见光照射下降解戊二醛(GA),考察操作条件的影响、不同光源下的性能表现,并识别光催化机制。
研究成果
在可见光下,Ag/AgCl/BiOCl光催化技术可有效去除盐水中GA(胍类物质),最佳条件下去除率高达90%。该过程在较高pH值、更高光催化剂负载量及紫外光照射下得到增强,但会受到高盐度、酸性环境、溶解性有机碳(DOC)和溴化物的抑制。主要活性物种为h?和O???。该方法为处理采出水提供了可持续方案,可在GA去除后进行潜在的生物处理。未来研究应关注抑制因素及光催化剂的可重复使用性。
研究不足
该研究仅限于合成采出水,可能无法完全反映实际采出水的复杂性。高盐浓度(≥300克/升氯化钠)、低pH值(≤5)、溶解性有机碳(≥10毫克/升)和溴化物(120毫克/升)的存在会抑制光催化反应。乙二醇的矿化程度有限(总有机碳去除率22%),表明存在中间产物。光催化剂在去除乙二醇方面的稳定性和可重复使用性未经过广泛测试,且不同类型溶解性有机质的影响也未进行研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用可见光(419 nm)及其他光源(350 nm紫外光和自然阳光)下的Ag/AgCl/BiOCl复合光催化剂进行光催化降解,以去除合成采出水中的戊二醛(GA)。实验设计通过改变光催化剂负载量、pH值、NaCl浓度、初始GA浓度及光源等参数,评估其对去除效率和动力学的影响。
2:样本选择与数据来源:
在pH 5-9(磷酸盐缓冲)的NaCl溶液(0-300 g/L)中配制GA浓度为0.1-0.4 mM的合成样本,样本每日新鲜制备。
3:1-4 mM的合成样本,样本每日新鲜制备。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括配备RPR-4190 ?灯(419 nm)和RPR-3500A灯(350 nm)的Rayonet RPR-200光反应室、玻璃试管、离心机、用于GA分析的GC-FID、带光电二极管阵列检测器的HPLC、TOC分析仪(Phoenix 8000)、XRD(Philips X'Pert MPD)、UV-Vis DRS(Cary 300分光光度计)、SEM(JEOL JSM-7600F)及Minitab统计分析软件。材料包括戊二醛、Bi(NO3)3?5H2O、AgNO3、CTAC、PFBHA、DNPH、腐殖酸、NaCl等化学品(购自Sigma-Aldrich等供应商)。
4:0)、XRD(Philips X'Pert MPD)、UV-Vis DRS(Cary 300分光光度计)、SEM(JEOL JSM-7600F)及Minitab统计分析软件。材料包括戊二醛、Bi(NO3)3?5H2O、AgNOCTAC、PFBHA、DNPH、腐殖酸、NaCl等化学品(购自Sigma-Aldrich等供应商)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成并表征光催化剂(Ag/AgCl/BiOCl)。样本避光搅拌30分钟达到吸附-解吸平衡后进行光照,每15分钟取样离心并分析GA浓度。实验在控温(<40°C)条件下重复三次,通过异丙醇(IPA)、对苯醌(BQ)和三乙醇胺(TEOA)淬灭实验鉴定活性物种。
5:数据分析方法:
采用准一级动力学分析数据,统计分析使用Minitab软件进行单因素方差分析(ANOVA)及Tukey检验(显著性水平α=0.05)。
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获取完整内容-
UV-Vis spectrophotometer
Cary 300
Agilent
Used for obtaining ultraviolet-visible diffuse reflectance spectra of the photocatalyst.
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Scanning electron microscope
JSM-7600F
JEOL
Used for morphological characterization of the photocatalyst.
-
Rayonet RPR-200 photochamber
RPR-200
Rayonet
Used for photocatalytic experiments under controlled light irradiation.
-
X-ray diffraction system
X'Pert MPD
Philips
Used for characterizing the crystallinity of the photocatalyst.
-
Gas chromatograph-flame ionization detector
GC-FID
Used for quantifying glutaraldehyde after derivatization and extraction.
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High-performance liquid chromatograph
HPLC with photodiode array detector
Used for quantifying glutaraldehyde in specific experiments.
-
TOC analyzer
Phoenix 8000
Tekmar Dohrmann
Used for measuring total organic carbon in samples.
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Glass fiber filter
GF/C
Whatman
Used for filtration during photocatalyst synthesis and sample preparation.
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