常温常压湿式催化氧化耦合臭氧催化氧化降解阳离子蓝X-BL

发布时间：2020-02-03 11:13

【摘要】：随着染料化工行业的发展,染料被广泛应用于各个领域。染料生产使用过程中产生大量的染料废水,其具有浓度高,色度高,可生化性差,难降解等特点,对水体环境和人类健康造成重大影响。湿式催化氧化技术和臭氧催化氧化技术由于降解效率高,反应快、二次污染小等优点,是应用比较广泛的降解染料废水的方法。而在实际染料废水处理中,采用一种处理技术降解废水,可能达不到理想的处理效果,需要两种或两种以上的技术耦合处理。利用耦合技术,实现废水处理过程的强化,是环境化工领域的研究热点。因此,本文选择Mo-Zn-Al-O为催化剂,采用湿式催化氧化耦合臭氧催化氧化降解染料废水,取得了以下研究成果:(1)单一常温常压湿式催化氧化过程中,当空气流速为1.6 L/min,Mo-Zn-Al-O催化剂投加量为0.5 g/L,温度为25℃和染料初始p H为3时,阳离子蓝X-BL染料废水的脱色率为83.0%,TOC去除率为50.3%;如果不调节染料初始p H时,染料废水的脱色率为68.8%。在湿式催化氧化中,催化剂重复使用5次后,对阳离子蓝X-BL的脱色率仍有61.8%,仅下降7.0%,具有较高稳定性。(2)单一臭氧催化氧化过程中,当染料初始p H为3,臭氧流速为200 m L/min和Mo-Zn-Al-O催化剂投加量为0.5 g/L时,阳离子蓝X-BL染料废水的脱色率为99.9%,TOC去除率是64.8%。在臭氧催化氧化中,催化剂重复使用5次后,阳离子蓝X-BL的降解率仍达到89.8%,具有较高的稳定性。(3)常温常压湿式催化氧化耦合臭氧催化氧化阳离子蓝X-BL明显优于其他体系。在臭氧流速为60 m L/min和空气流速为1.6 L/min,Mo-Zn-Al-O催化剂投加量为0.5 g/L的情况下(未调节染料初始p H),单一的臭氧氧化体系、单一湿式氧化体系、单一吸附体系、单一湿式催化氧化体系、单一的臭氧催化氧化体系、常温常压湿式催化氧化耦合臭氧催化氧化体系对阳离子蓝X-BL降解的脱色率分别为2.2%、2.1%、39.8%、68.8%、54.2%和91.8%。(4)常温常压湿式催化氧化耦合臭氧催化氧化降解阳离子蓝X-BL的最佳实验条件为:当染料初始p H为3,Mo-Zn-Al-O催化剂投加量为0.5 g/L、臭氧流速为60 m L/min和空气流速为1.6 L/min,此时染料脱色率为98.4%。反应过程中产生的自由基种类主要是单线态氧和羟基自由基,反应作用机制为氧气和臭氧吸附在催化剂表面,与催化剂表面存在的活性位反应生成单线态氧和羟基自由基,进而氧化降解阳离子蓝X-BL,首先使其氧化分解生成二甲基甲酰胺和N,N-二甲基-1,4-苯二胺等,再氧化降解为小分子物质或CO_2和H_2O。
【图文】：

研究背景,思路,研究思路

本论文的研究思路Fig.1-1Outlineofthestudy

气相色谱,阳离子蓝

伦 6890N 型气相色谱和 5973 型质谱仪联用技术对反应降降解中间产物。样品预处理：将取得的每个样品用二氯甲 mL，萃取 3 次，萃余相调节 pH 至 11，每次用 15 mL 二萃取相并在 25℃水浴中用氮气吹脱至 l~l.5 mL，再用二氯 GC-MS 测定。：Agilent 6890GC/5973MSD，30 m×0.32 mm×0.25 μm H流进样模式，载气为高纯氦气，载气流量为 1.0 mL/mi式为不分流。程序升温，开始温度 50 ℃(保持 3min)，以然后以 20 ℃升到 280 ℃，最终温度为 300 ℃(保持 10口温度均为 250 ℃。化活性性能评价过程中采用的阳离子蓝 X-BL 模拟染料废水为偶氮染料59），购自上海罗泾染料化工有限公司，强度为 250%，，-1 所示，分子式为 C19H22N5SO2+Cl-。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X788

【参考文献】