载铁活性炭非均相催化降解活性艳红研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:mirrorwxj
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环境污染问题已经成为一个直接威胁人类生存而亟待解决的焦点问题,有毒有害、难生物降解有机物是造成当前环境污染的主要因素之一,其中染料废水处理又是环境污染治理中的一个难点。活性艳红染料废水是生物难降解染料废水,采用一般的处理方法难以达到理想的效果。论文采用等体积浸渍法制备载铁活性炭催化剂,采用非均相类Fenton法对染料降解进行研究,取得了良好的效果。现将全文得到的结论总结如下:   1、红外光谱显示,负载的铁主要为铁氧化物形式存在。从SEM形貌图可以看出,活性炭表面存在发达的孔隙在负载后部分被氧化物层堵塞,正是由于铁氧化物堵塞了活性炭的部分孔隙,导致了活性炭的比表面积下降,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均明显下降。XRD结果表明,负载上去的氧化铁是以无定形形式存在。从能谱图可以看出,活性炭成分单一,杂质少。   2、采用四种方法对活性炭表面进行了改性。从红外光谱图和Boehm滴定结果可以看出,改性后,在活性炭的表面引入了大量的羧基、酚羟基、内酯基亲水性含氧基团,这些基团的存在可以改善活性炭作为载体与铁的结合力,从而提高制得的催化剂的稳定性。   3、影响(类)Fenton试剂处理效果的因素众多,主要有H2O2用量、催化剂用量、pH值和反应温度。用(类)Fenton试剂处理实际废水时,必须通过实验确定这些影响因素的最佳操作条件。本实验条件下,得到的常温(20℃)最佳脱色条件是:活性艳红浓度为50mg/L时,pH为2.5,双氧水投加量为2.64mmol/L实验条件下,在2h内活性艳红染料废水处理后的脱色率达90%以上且铁的浸出景小于2mg/L。温度的升高对脱色反应有利。催化剂的用量要根据实际的需要来选择合适的催化剂用量。在最佳脱色条件下,对罗丹明B、亚甲基蓝、孔雀绿、甲基橙也有显著效果。罗丹明B的降解效果最好,在60min内可以完全脱色;其次是亚甲基蓝、孔雀绿,效果最差的是甲基橙。比较了表面改性的活性炭作为载体与未经改性的活性炭作为载体制备的催化剂的稳定性,结果表明经改性的活性炭制备的催化剂的稳定性大大提高,改性效果好坏顺序为:AC-S-Fe>AC-O-Fe>AC-OH-Fe>AC-B-Fe>AC-Fe。其中AC-S-Fe可以重复利用五次以上。   4、探讨了载铁活性炭催化降解活性艳红K-2BP的动力学,结果表明,基于二级反应动力学的线性回归相关系数明显优于基于零级和一级反应动力学的线性回归相关系数,可以认为活性艳红的多相催化降解反应符合二级反应动力学,二级反应速率常数k2为3.89×103mol-1·min-1。由Arrhenius公式求得反应的活化能为38.38kJ·mol-1,指前因子A为1.74×1010mol-1·min-1。
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