摘 要

本文利用硫酸改性之后的天然锰矿石去除双酚AF，首先进行对改性材料的筛选，筛选出对BPAF去除率最高的改性材料。再进行对双酚AF 的去除实验，研究反应体系pH、改性材料投加量、BPAF初始浓度对BPAF去除率的影响。实验结果表明，在硫酸浓度梯度为0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、5mol/L、振荡1、3、5h中，振荡3h、5mol/L的硫酸去除效果较好。

在上述较优条件下，pH与锰矿石去除效率成负相关，pH值降低，双酚AF的去除率升高；在pH=3设置锰矿石投加量梯度为1g/L、2.5g/L、5g/L、7.5g/L，其余条件相同，结果锰矿石投加量越多，双酚AF去除效果就越好，因5g/L和7.5g/L在反应6小时去除率相近，用5g/L进行初始浓度实验，双酚AF初始浓度分别为5mg/L、10mg/L、25mg/L、50mg/L，结果为初始浓度越低去除效果越好。对3种影响因素综合分析，最优的反应条件即反应体系pH=3，锰矿石投加量为5g/L，初始浓度为5mg/L时双酚AF的降解效果比较好。通过对3种影响因子与双酚AF去除率之间进行动力学方程拟合发现，三者均符合一级动力学方程。

关键词：双酚AF 锰矿石 硫酸

Mechanism of removing bisphenol AF by sulfuric acid modified natural manganese oxides

Abstract

In this paper, bisphenol AF was removed from natural manganese ore modified by sulfuric acid. Firstly, the modified materials were screened, and the modified materials with the highest removal rate of BPAF were selected. Then the removal experiments of BPAF were carried out to study the effects of reaction system pH, dosage of modified materials and initial concentration of BPAF on the removal rate of BPAF.The experimental results show that the removal efficiency of sulfuric acid is better when the concentration gradient of sulfuric acid is 0.1 mol/L, 0.5 mol/L, 1 mol/L, 5 mol/L, 1, 3, 5 h, 3 h and 5mol/L, respectively.

Under the above optimal conditions, the pH value is negatively correlated with the removal efficiency of manganese ores, the pH value decreases, and the removal rate of bisphenol AF increases. The addition gradient of natural manganese ores is set at pH=3 as 1 g/L, 2.5 g/L, 5 g/L, and 7.5 g/L. Under the same conditions, the more natural manganese ore is added, the better the removal effect of BPAF. Because the removal rates of 5g/L and 7.5g/L are similar in 6 hours, the initial concentration of BPAF is 5 mg/L, 10 mg/L, 25 mg/L and 50 mg/L respectively. The results show that the lower the initial concentration, the better the removal effect. According to the comprehensive analysis of the three factors, the optimum reaction conditions are pH=3, 5 g/L of natural manganese ore and 5 mg/L of initial concentration. By fitting the kinetic equation between the three influencing factors and the removal rate of bisphenol AF, it was found that a/L three factors accorded with the first-order kinetic equation.

Key Words: Bisphenol AF; Natural manganese ore; Sulfuric acid

目录

摘要 2

Abstract 3

第一章 绪论 4

1.1 研究背景 4

1.2双酚AF的概述 4

1.2.1 双酚AF的性质 4

1.2.2双酚AF的毒性效应 5

1.3双酚AF的处理技术 5

1.3.1 物理处理方法 5

1.3.2 化学处理方法 7

1.3.3 BPAF硫化体系交联的氟橡胶降解方法 8

1.4天然锰矿石简介 8

1.4.1 天然锰矿石的性质 9

1.4.2 天然锰矿石的应用 9

1.5研究的目的及主要内容 10

第二章 实验材料及内容 10

2.1实验仪器及设备 10

2.2实验材料及溶液配制 11

2.3实验方法 12

2.3.1前期准备 12

2.3.2标准工作曲线的建立 12

2.3.3硫酸改性锰矿石降解实验 14

第三章 实验结果与讨论 18

3.1振荡时间与硫酸浓度的影响 18

3.2反应体系pH值的影响 19

3.3天然锰矿石投加量的影响 20

3.4双酚AF初始浓度的影响 21

3.5双酚AF降解反应动力学 22

第四章 结论与展望 25

参考文献： 26

致谢 29

第一章 绪论

1.1 研究背景

氟橡胶是一种高分子弹性体，因其稳定性、耐热性、耐真空性、耐多种化学药品性等多种优良性能，被广泛应用在航空航天、国防、汽车、家电、石油、化工等领域^[1]。而大约70%以上的氟橡胶都会用到双酚AF（BPAF）作为硫化剂（交联剂），加入双酚AF硫化的氟橡胶，其永久变形性会降低，稳定性、加工安全性、热稳定性等其他优良性能也会有所提高。在2015年，氟橡胶全球产量约2.5万t/a，国内产量3000t/a左右，双酚AF作成为氟橡胶的重要中间体是氟工业经济增长的关键点^[1]。双酚AF作为一种环境内分泌干扰物，难以降解且易于富集，研究发现BPAF相对于结构相似的双酚A（BPA）具有类雌激素和抗雄激素效应^[2]。近年水环境中不断检出双酚AF，由于双酚AF难降解和具有较高的毒性,会对水体及水环境生态系统还有人体产生不良影响^[3]。在2019年3月，有重大研究发现血清中的双酚AF和某一恶性肿瘤存在着关系^[4],进一步证实了双酚AF对人体健康具有不利影响。由于BPAF的研究较少，污染较大，寻找一种降低其对环境污染的简便方法是目前急需解决的问题。

1.2双酚AF的概述

1.2.1 双酚AF的性质

双酚AF（Bisphenol AF）又名六氟双酚A；2,2-双-(4-羟苯基)六氟丙烷，简称BPAF，分子式C₁₅H₁₀F₆O₂。化学结构如图1.2.1。