萘磺酸废水和含氨废水的绿色处理工艺的研究

发布时间：2020-04-22 18:22

【摘要】：萘磺酸废水主要来自于染料的生产过程,该废水具有色度大、酸性强、难以自然降解等特点,针对于该类废水本文以1-氨基-2-萘酚-4-磺酸(1,2,4-酸)废水为研究对象。含氨废水主要来源于煤炭和石油的加工过程,通常氨的含量比较高,水中氨类物质的大量存在不仅会造成水体的富营养化,而且对人类以及水生动植物也会产生一定的毒副作用;另外,氨在环境中可以被氧化成氮氧化物(NO和NO_2),会造成酸雨、光化学烟雾、雾霾,危害人体健康等问题。本文以三辛胺(TOA)为络合剂,分别以甲基异丁基酮(MIBK)和煤油为稀释剂,来对废水中的1,2,4-酸进行络合萃取,分别讨论了稀释剂种类,TOA浓度,温度和pH对分配系数(D)的影响。研究结果表明,在25℃、pH=1.1的条件下,TOA(1.41 mol·kg~(-1))+MIBK可以获得最佳的提取效果,此时的D=76。之后,分别采用反萃法以及蒸馏法对萃取剂进行再生。通过GC-MS来分析原萃取剂和再生萃取剂组成的变化,确定了反萃法可以实现萃取剂的再生。通过Aspen Plus模拟蒸馏法再生萃取剂的过程,证明了其在萃取剂再生过程中的可行性。通过对萃取机理的研究,可以进一步认识TOA络合提取1,2,4-酸过程中的微观规律。文中分别使用紫外-可见光谱、红外光谱和核磁共振氢谱,对萃取机理进行了逐步探索。结果表明,在络合萃取1,2,4-酸的过程中,TOA与1,2,4-酸之间通过离子缔合形成络合物,从而使得1,2,4-酸从水相转移到有机相中。对于含氨废水的绿色化处理,论文通过湿式催化氧化法(CWAO)来实现。分别以金(Au)和钌(Ru)为催化剂的活性中心,以含有离子液体和二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的离子液体聚合物(PILs)作为载体,来制备负载型催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及透射电子显微镜(TEM)等对催化剂以及催化剂载体进行了表征。结果表明,活性金属和催化剂载体之间会产生一定的相互作用,这种相互作用有利于金属纳米颗粒在催化剂载体上进行稳定均匀地分散,并且Au和催化剂载体之间的相互作用位点比Ru和催化剂载体之间的相互作用位点密集。TEM的结果表明,这种比较强的相互作用使Au在催化剂载体上聚集形成了更大的纳米颗粒(4.5 nm),而Ru的纳米颗粒的粒径相对较小(2.5 nm)。催化实验结果表明,PILs-NTf_2负载的Au或Ru在温和条件下对氨水选择性氧化成N_2具有较高的活性和选择性。由于Au在载体上聚集形成较大的纳米颗粒,在任何温度和压力下Ru/PILs-NTf_2的转化率(~95%)均优于Au/PILs-NTf_2(~83%);对于N_2的选择性,Ru/PILs-NTf_2明显受温度和压力的影响,而Au/PILs-NTf_2基本上不受温度和压力的影响,且Ru/PILs-NTf_2催化剂对N_2的选择性(~90%)略低于Au/PILs-NTf_2催化剂(~98%)。
【图文】：

紫外区,吸收谱,紫外分光光度法

2,4-酸的定量分析 COD 的测定的 COD 根据 GB 11914-89 重铬酸钾法进行测定。 1,2,4-酸含量的测定 1,2,4-酸进行定量分析常用的方法有：高效液相色谱法、紫法等。紫外分光光度法是一种常用的定性、定量分析方法外区具有一定吸收物质的检测，操作简单准确性高。因 1,2较强的吸收，因此本文使用紫外分光光度法对废水中 1,2,4-最大紫外吸收波长的确定浓度为 0.8mg·L-1、0.5mg·L-1的 1,2,4-酸溶液，用紫外分光描的波长范围为 190-500nm，扫描的步长为 1nm。由图 2-1吸收峰位于 239 nm。

标准曲线,酸溶液,吸光度,标准曲线

图 2-2 不同浓度 1,2,4-酸溶液在 239 nm 处的吸光度ig.2-2 The absorbance of different concentrations of 1,2,4-acid solution at 标准曲线的绘制配置浓度为 0mg·L-1、1mg·L-1、2mg·L-1、3mg·L-1、4mg·L-L-1、7mg·L-1、8mg·L-1、9mg·L-1、10mg·L-1的 1,2,4-酸溶液，处测定吸光度。并以 1,2,4-酸的浓度为横坐标，以吸光度为纵，，回归方程为： = 0.1231 0.0223，相关系数为 0.9995。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703;TQ426

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