铁系柱撑蒙脱土的制备及催化湿式过氧化氢氧化降解模拟染料废水的研究

发布时间：2018-04-24 09:50

  本文选题：铁/锰/铝-柱撑蒙脱石 + 催化湿式过氧化氢氧化法　； 参考：《西北大学》2017年硕士论文

【摘要】：现阶段,染料行业飞速发展,染料废水的处理已备受关注,此类废水具有结构稳定、COD高、难生物降解等特点,一般处理方法效率低下。因此,降解染料废水的技术和相应催化剂的制备对于降解效率至关重要。论文研究使用离子交换法,制备铁/锰/铝-柱撑蒙脱石(Fe/Mn/Al-Mt)。实验重点考察Fe-Mn摩尔比、活性金属负载量(AML)、焙烧温度、制备方法、粘土悬浮液浓度等一系列制备条件对Fe/Mn/Al-Mt催化性能的影响。结合FT-IR、XRD、DRUV-vis、N2-吸附/脱附、SEM、TG/DTG等表征技术以及CWPO降解酸性橙Ⅱ(AOII)模拟废水的效果参数(色度去除率、COD去除率、Fe离子溶出量)对Fe/Mn/Al-Mt整体形貌、催化活性以及稳定性进行评估。实验结果表明,经过柱撑后,载体结构明显改善,当Fe-Mn摩尔比为8/2、AML为6%、500 ℃焙烧2 h、引入超声以及采用干粘土直接制备时,Fe/Mn/Al-Mt催化剂具有较大的比表面积(214m2/g)、活性组分(MnFe204纳米粒子)含量高且分散度良好、催化活性高(COD去除率可以达到81.5%)、稳定性良好(样品重复使用五次,水样的COD去除率仍可达到74.1%、五次反应Fe离子溶出总和为1.233 mg/L)等特点。另外,采用超声辅助以及干粘土直接制备Fe/Mn/Al-Mt催化剂一个制备周期内可节省约80%的时间,制备1 g催化剂可节省50 mL的水。实验采用CWPO技术,以6%-Fe/Mn/Al(8/2)-(D)Mt(U,500℃)为反应催化剂来降解含酸性橙Ⅱ的模拟废水,以COD的去除效果以及铁离子的溶出作为指标,联立单因素实验和响应面分析法中的BBD中心实验方法对降解过程中的工艺条件(温度、入水pH、Fe/Mn/Al-Mt样品加入量、H202浓度)进行优化选择。结果表明:影响CWPO降解酸性橙降解Ⅱ模拟染料废水的强度顺序为温度入水pHFe/Mn/Al-Mt投加量H202浓度,通过Design-expert软件得出的最佳工艺条件:反应温度=60 ℃、pH = 3.5、催化剂用量为0.50 g/L和H2O2加入量为24 mM,理论上COD去除率可以达到83.2%,Fe的溶出率0.588 mg/L。最后,对CWPO降解模拟废水(AOII)动力学进行探究。采用了 Fermi's equation半经验动力学方程对在不同温度下反应的酸性橙Ⅱ浓度变化(C/Co)进行拟合,得出lnK与1/T的线性关系,根据Arrhenius方程得此反应的表观活化能(Ea)为48.65 KJ/mol。相比之前的文献中的报道,反应过程中的表观活化能更低,促使CWPO处理染料废水效率更高。
[Abstract]:At present, with the rapid development of dye industry, the treatment of dyestuff wastewater has attracted much attention. It has the characteristics of stable structure, high COD, difficult biodegradation and so on, and the general treatment method is inefficient. Therefore, the technology of dye wastewater degradation and the preparation of corresponding catalysts are very important for the degradation efficiency. The preparation of Fe / mn / Al pillared montmorillonite (Fe / mn / Al / Al) montmorillonite by ion exchange method was studied in this paper. The effects of Fe-Mn molar ratio, active metal loading amount, calcination temperature, preparation method and concentration of clay suspension on the catalytic performance of Fe/Mn/Al-Mt were investigated. The overall morphology, catalytic activity and stability of Fe/Mn/Al-Mt were evaluated by using the characterization techniques such as FT-IRN DRUV-visN _ 2-sorption / desorption and CWPO degradation of acid orange 鈪，

本文编号：1796150