多相芬顿催化体系的构建及其在燃料废水中的应用

发布时间：2017-12-29 03:03

本文关键词：多相芬顿催化体系的构建及其在燃料废水中的应用　出处：《陕西师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目前,全球水资源严重缺乏,急需将水体可持续利用,而实现水体可持续发展目标的最大障碍就是工业废水的治理。工业废水中染料废水的排放量逐年增长,且染料废水具有色度高、高COD、毒性大、难降解等特点,采用传统的物理化学方法很难达到有效的处理效果。因此,高级氧化技术在染料废水中的应用已成为研究热点,其中非均相Fenton催化剂的开发和性能研究更是重点。本文以甲基橙和亚甲基蓝为模拟废水,分别用磁性膨润土(Fe304-膨润土)/H202和壳聚糖(Ch)-Fe2+/H2O2体系对其进行催化降解。采用单因素实验,对底物降解的主要影响因素进行研究,以确定最佳反应条件。另外通过重复使用次数和铁离子溶出量来考察催化剂的稳定性、催化活性和使用寿命。第一部分实验结果：建立Fe304-膨润土/H202多相Fenton体系降解甲基橙废水,反应20min后就可达到反应平衡,且脱色率为96.72%。从达到平衡时间和脱色率综合考虑,都优于Fe3O4、H2O2、Fe3O4/H2O2、Fe3O4-膨润土体系。单因素实验确定最佳工艺条件为：初始pH=3,Fe304-膨润土投加量为0.5 g·L-1, H2O2加入量为0.05 mol·L-1,初始浓度为100 mg.L-1,反应温度为40℃时,甲基橙的脱色率最高。由于甲基橙的特殊结构,pH使用范围并没有明显的拓宽。Fe304-膨润土重复使用5次之后,其脱色率仍高达89.94%,反应60 min后铁离子溶出量只有3.23×10-3mg·L-1,与Fe3O4-膨润土加入量相比,可以忽略不计,说明Fe3O4-膨润土有较好的催化活性和较高的使用寿命。第二部分实验结果：通过单因素实验确定Ch-Fe2+/H2O2体系对亚甲基蓝催化降解的最佳条件为：Ch-Fe2+加入量为10000 mg·L-1,H202加入量为1200 mg·L-1,初始浓度为120 mg·L-1,初始pH=7,反应温度为30℃时,亚甲基蓝的脱色率达到99.96%。pH考查结果发现,pH适用范围是3-7之间,与均相Fenton相比明显拓宽。通过动力学研究发现,此多相Fenton体系遵循拟一级动力学模型。UV-vis光谱图和COD图显示,亚甲基蓝在降解过程中并没有完全氧化为CO2和水,而是产生中间产物。Ch-Fe2+重复使用5次后,亚甲基蓝的脱色率高达90%,反应120 min后铁离子溶出量为6.16×10-3 mg.L-1,说明Ch-Fe2+有较高的稳定性和较好的催化活性。
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【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X791;X788

【参考文献】