摘 要

2O₂投加量、溶液初始pH等单因素对罗丹明B去除效果的影响。通过实验结果，当在超声波条件下，H₂O₂的投加量为75μL，溶液初始pH为3.0时，降解初始浓度为5.00 mg/L的罗丹明B溶液效果最佳。同时，也设计实验考察了紫外光对芬顿体系降解罗丹明B溶液的影响。通过实验结果表明，当超声波/紫外光联合作用下，其他条件为H₂O₂的投加量为75μL，溶液初始pH为3.0时，降解初始浓度为5.00 mg/L的罗丹明B溶液，在反应80 min后，去除率可达到81.88%。实验证明，超声波/US/芬顿体系能够促进罗丹明B的降解，利用部分化合物的特性，本文推断出超声波/芬顿体系、紫外光均能促进H₂O₂分解产生羟基自由基（·OH）。同时超声/芬顿体系符合羟基自由基氧化降解罗丹明B的机制。关键词：泡沫镍；超声波；羟基自由基；紫外光 Abstract

With the continuous development of society, the pollution in the life is becoming more and more frequent, so the ultrasonic technology and Fenton oxidation technology has drawn much attention. Due to there are various disadvantages of single water treatment technology, so people begin to pay more attention to the combined technology. In the paper, rhodamine B(RhB )was degraded by ultrasound-assisted Fenton-like process with the foam nickel as the catalyst.There were investigated the effect of H₂O₂ dosage, initial pH, et al.on the removal efficiency of rhodamine B.According to the experimental results, the dosage of H₂O₂ is 75μL, initial pH 3, the degradation of the initial concentration of Rhodamine B solution 5 mg/L was the best under ultrasonic condition.Also, the design experiment investigates the influence of UV light on Fenton on the removal efficiency of rhodamine B.The experimental results show that the ultrasonic/UV irradiation, the dosage of H2O2 is 75μL, initial pH3, initial concentration of rhodamine B solution reaction 5 mg/L, treatment time 80 min,the removal the rate of 81.88%. The experiment proved that the ultrasonic/Fentonl system can promote the degradation of rhodamine B, through the properties of some compounds, this paper deduce the ultrasonic/Fenton system, ultraviolet light can promote H2O2 decomposition to produce hydroxyl radicals, and the ultrasonic/Fenton system in accordance with the mechanism of hydroxyl radical oxidation degradation of rhodamine B.

Key Words：foam nickel；ultrasound；the oxidation of hydroxyl radicals；UV

目 录

第一章 绪论 1

1.1 超声波技术的发展 1

1.1.1 超声波简述 1

1.1.2 超声波的主要理化效应 1

1.1.3 超声组合技术 2

1.2 芬顿体系的发展 3

1.2.1 芬顿简述 3

1.2.2 均相芬顿体系的发展 4

1.2.3 非均相芬顿体系的发展 5

1.3 课题的研究内容 7

2.1 材料与仪器 8

2.1.1 实验试剂 8

2.1.2仪器 8

2.2 实验内容 9

2.2.1 罗丹明B溶液的浓度-吸光度工作曲线绘制 9

2.2.2 泡沫镍负载纳米TiO₂薄膜的制备^[29] 10

2.2.3 泡沫镍负载纳米TiO₂/SiO₂薄膜的制备 11

2.2.4 实验方法 11

第三章 实验结果与讨论 12

3.1 单因素对泡沫镍/超声耦合类芬顿降解罗丹明B的影响 12

3.1.1 初始pH对罗丹明B溶液降解率的影响 12

3.1.2 H₂O₂投加量对罗丹明B溶液降解效率的影响 12

3.2 叔丁醇对罗丹明B溶液降解机理初探 14

3.3 光芬顿反应对罗丹明B溶液降解机理探讨 15

3.3.1 泡沫镍、过氧化氢在光芬顿体系中作用 15

3.3.2 草酸钠、Cr(VI)、Fe(II)-EDTA对光芬顿体系的影响 16

3.4 超声/芬顿协同作用对罗丹明B溶液降解率的影响 17

3.5 泡沫镍负载TiO₂光催化降解罗丹明B 18

3.6 泡沫镍负载TiO₂/SiO₂光催化降解罗丹明B溶液 20

3.7 动力学分析 21

第四章 总结与展望 24

4.1 总结 24

4.2展望 24

参考文献 26

致 谢 29

第一章 绪论

1.1 超声波技术的发展

1.1.1 超声波简述

超声波通常是指频率很高的弹性机械振动波，是能量的一种传播形式，具有波长短、能量集中、穿透性强等特点。早在1883年，人们就利用超声气哨制造出了超声波，随后几十年间，产生超声波的方法得到了发展，但直到1927年，科学家Wood和Loomis才首次发布超声波能量作用的试验报告^[1]，这才真正开启了超声技术。由于超声波不仅是一种波动形式，也是一种能量传播方式，超声波在传播过程中作用于媒介分子，使媒介体系的状态、组分、功能和结构等发生一系列的变化，这就是所谓的超声效应。随着超声波技术的不断发展，超声技术已经逐渐被广泛地应用于生活中的各行各业。

近年来科研人员在利用超声波技术处理生活污水以及工业污水中难降解的有机物方面做了很多的研究，并取得了一定的进步。超声波技术作为一种集多种技术特性于一身的新型水处理技术，超声技术不仅具有降解效率高、适用范围广的特点，并且能够与其他技术联合作用，效果显著的优点^[2]。