CuO基催化剂催化臭氧降解酸性红B的研究

发布时间：2020-04-02 06:30

【摘要】：印染废水的处理是工业废水处理上的重点研究对象,采用臭氧进行降解处理具有较好的应用前景。但其处理过程中,臭氧的利用率低,且费用高昂。而制备出具有较高表面氧含量的催化剂,可以促进臭氧分解成具有降解活性的自由基,提高臭氧利用率,减少费用。本文采用氧化铝小球,铜的氧化物和镍的氧化物,分别作为载体和活性组分制备催化剂。用于催化臭氧氧化降解偶氮染料酸性红B溶液,主要研究内容如下:首先,研究了单负载型Cu/Al_2O_3催化剂的制备条件,对催化降解酸性红B溶液效果的影响。并对催化剂的部分理化性质进行测试,实验结果表明:制备的Cu/Al_2O_3催化剂上,铜的氧化物以CuO形式存在,CuO负载量为1.0%,20°C下进行浸渍,600°C焙烧2 h,所制备的催化剂活性组分CuO高度分散在催化剂上,具有适宜的比表面积,其表面氧的含量达到36.7%。在酸性红B溶液浓度为200 mg/L,臭氧流量为15 L/min,催化剂添加量150 g,催化降解进行40 min时,COD去除率为82.8%。并且催化剂重复使用7次,COD去除率仍为80.7%,具有较好的催化降解效果,表明Cu/Al_2O_3催化剂具有较好的稳定性,且有一定的重复使用性。然后,对Cu-Ni/Al_2O_3催化剂的制备条件进行优化,并对催化剂的部分理化性质进行测定。实验结果表明:Cu-Ni/Al_2O_3催化剂上,活性组分为CuO,NiO和Ni_2O_3。活性组分Cu:Ni=5:3(摩尔比),其负载量为0.8%时,制备的Cu-Ni/Al_2O_3催化剂具有最佳的催化活性,活性组分高度分散在催化剂上,表面氧含量达到37.7%。在最佳反应条件下,催化反应进行40 min,酸性红B溶液的COD去除率可达到100%,并且用于降解其它偶氮染料COD去除率仍保持在90%以上,表明制备的Cu-Ni/Al_2O_3催化剂具有较强的普适性。最后,对催化剂的降解机理进行简单的分析:单独臭氧进行降解时,主要是以臭氧分子直接与酸性红B分子作用为主,而催化降解过程主要依靠·OH进行降解,催化剂的加入有利于臭氧分解成·OH,进而进行降解。
【图文】：

流程图,反应装置,流程图,酸性红

化降解实验取酸性红 B 粉末于 27 L 去离子水中混合均匀，制备成一定浓度的酸性红 B 溶液于反应装置中备用。催化降解反应在室温（20 °C）下于自制的臭氧发生器中进行一定的流量与溶液混合后，同时从底部进入催化剂床层，，并利用水泵循环反应溶液装置流程图如 2-2 所示。mixer

CuO基催化剂催化臭氧降解酸性红B的研究

COD消解器Fig2-3CODdigestiondevice
【学位授予单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O643.36;X791

【参考文献】