常压催化湿式氧化法处理染料废水的研究

发布时间：2020-02-25 11:21

【摘要】：湿空气氧化技术(Wet Air Oxidation,WAO)是一种在高温(125-320℃)、高压(0.5-20MPa)条件下有效处理高浓度、有毒、有害、难生物降解有机废水的高级氧化技术。催化湿式氧化技术(Catalytic Wet Air Oxidation,CWAO),能够有效提高有机物的氧化速率,降低反应操作条件,并缩短反应时间,在废水处理中受到了广泛关注。开发高效的非均相催化剂是CWAO技术应用的关键之一。本论文开展了常压条件下CWAO去除阳离子红GTL配水的研究。以环境友好的过渡金属Fe为活性组分,Ce和Bi为助剂,以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法,制备了多组分Fe_2O_3-CeO_2-Bi_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,此催化剂CWAO去除阳离子红GTL配水的反应过程中表现出了较好的催化活性。对制备的Fe_2O_3-CeO_2-Bi_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂进行结构表征,此催化剂具有一个较好的比表面积,为157m2/g,催化剂的pHpzc值为7.94;XRD的表征结果表明,Ce或Bi的加入促进了α-Fe_2O_3的晶粒尺寸变小,分散度更好。在间歇式反应装置中,开展了Fe_2O_3-CeO_2-Bi_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂常压下CWAO处理阳离子红GTL配水反应条件的研究。反应温度升高,阳离子红GTL配水的脱色率随之增加,当反应温度从60℃增加到80℃,阳离子红GTL配水的脱色率可从18%上升到67%;催化剂的投加量有利于阳离子红配水的脱色,当催化剂投加量1.0g/L变为2.0g/L时,阳离子红GTL配水的脱色率由29%上升到了45%;反应溶液初始pH值从酸性升高到碱性,阳离子红GTL配水的脱色率增加,当反应溶液初始pH值由4增加到9时,阳离子红GTL脱色率可从32.6%上升到65.6%。反应的活化能为79 kJ/mol。分别采用叔丁醇和对苯醌作为OH·和HO_2·/O_2-·的猝灭剂,并用对氯苯甲酸作为OH·的指示物,考察了Fe_2O_3-CeO_2-Bi_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂CWAO处理阳离子红GTL自由基的产生情况,结果表明:在反应过程中产生的较多的自由基物种是HO_2·/O_2-·,没有OH·产生。
【图文】：

e2O3-CeO2/γ-Al2O3催化剂。其他双组份催化剂的l2O3催化剂的制备方法相似。2-Bi2O3/γ-Al2O3催化剂：首先配制一定量浓度的 Bi(N一定量的去离子水，然后再加入一定量的 Fe(NO，加入未经处理的 γ-Al2O3载体浸渍，先室温下超声浸h，110℃烘箱干燥 10h，最后在通入空气条件下，4O3-CeO2-Bi2O3/γ-Al2O3催化剂。其他三组份催化剂的O3/γ-Al2O3催化剂的制备方法相似。能评价方法剂的活性在间隙反应装置中进行评价，以常见的具有阳离子红 GTL 作为模拟目标污染物，该染料的最大学结构如图 2-1 所示。

华北电力大学硕士学位论文常压 CWAO 催化剂性能评价采用间歇式反应装置，如图 2-作方法：常压 CWAO 反应器为 500mL 的三口圆底烧瓶。在50mL 的 100mg/L 的阳离子红 GTL 染料模拟阳离子染料废水 溶液达到反应温度时，将催化剂加入阳离子红 GTL 溶液中，L/min，反应时间为 4h。吸附实验中，，先在 250mL 的 100mg 染料模拟阳离子染料废水中曝入氮气，曝气量为 200mL/mi应温度后加入催化剂进行吸附实验。在一定的时间间隔进液中阳离子红 GTL 的浓度。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】

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本文编号：2582720