类Fenton高级氧化技术处理染料废水的研究
发布时间：2022-12-23 13:01
随着染料工业的迅速发展,染料废水成为环境问题中的一个重要课题。为了有效地降解染料废水中的有机污染物,本文利用Fenton反应对染料废水进行降解。Fenton氧化技术是现在水处理中重要的高级氧化技术,可以降解水中大多数有毒有害物质。本文利用孔雀石绿和罗丹明B两种染料为研究对象进行Fenton反应,得出一些创新性的结论：（1）首先利用Salen配体与铁离子形成铁配体络合物,用它作为Fenton反应的催化剂进行Fenton反应处理染料废水,而且配体加入量为铁离子十分之一时,达到较好的脱色率：（2）首次采用固体废料石墨尾矿作为多相Fenton反应的催化剂对染料废水进行脱色降解；（3）对铁配体Fenton反应对染料废水的脱色动力学进行了研究,得出动力学方程和动力学参数； 在铁配体Fenton反应研究中,用四种不同的处理方法对孔雀石绿和罗丹明B的脱色效果进行比较,可以得出不同处理方法对孔雀石绿和罗丹明B分子的去除率的大小顺序为：铁配体Fenton反应＞Fe3+/H2O2反应体系＞双氧水单独氧化＞铁配体单独作用。通过实验得出铁配体降解孔雀石绿溶液的反应条件,在孔雀石绿初始浓度为100mg/L...
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 我国水资源及污染现状
1.2 染料废水研究现状
1.2.1 染料废水来源及危害
1.2.2 染料废水特点
1.2.3 染料废水研究现状及处理技术
1.2.3.1 生物处理
1.2.3.2 物理处理
1.2.3.3 化学处理
1.3 Fenton反应
1.3.1 Fenton反应的发展与特点
1.3.2 Fenton反应的氧化机理及影响因素
1.3.3 Fenton技术在染料废水处理中的研究现状
1.3.3.1 光Fenton
1.3.3.2 电Fenton
1.3.3.3 超声Fenton
1.3.3.4 微波Fenton
1.3.4 Fenton反应存在的问题
1.4 本课题的研究目的、意义和主要内容
1.4.1 本课题研究的目的和意义
1.4.2 本课题研究的主要内容
1.4.3 本研究的技术路线
第2章 实验仪器、材料及方法
2.1 实验仪器与药品
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 实验操作方法
2.2.1 铁配体制备方法
2.2.1.1 Salen配体制备方法
2.2.1.2 铁配体制备方法
2.2.2 铁配体参与的Fenton反应降解染料的研究
2.2.3 石墨尾矿类Fenton反应降解染料的研究
2.3 分析测试方法
2.3.1 罗丹明B及孔雀石绿紫外可见光光谱图
2.3.2 罗丹明B及孔雀石绿浓度与吸光值曲线
2.3.2.1 罗丹明B溶液浓度与吸光值曲线
2.3.2.2 孔雀石绿溶液浓度与吸光值曲线
2.3.3 罗丹明B及孔雀石绿溶液脱色率测定方法
2.3.4 反应后溶液TOC的测定方法
2.3.5 反应后溶液的UV-vis分析检测
2.3.6 降解产物的GC-MS分析检测
第3章 铁配体Fenton反应对染料脱色影响因素研究
3.1 孔雀石绿脱色的影响因素研究
3.1.1 各种不同处理方法对孔雀石绿的脱色效果
3.1.2 不同铁配体投加量对孔雀石绿脱色的影响
3.1.3 不同双氧水投加量对孔雀石绿脱色的影响
3.1.4 配体与铁离子不同摩尔比对孔雀石绿脱色的影响
3.1.5 不同pH值对孔雀石绿脱色的影响
3.1.6 不同染料初始浓度下孔雀石绿脱色效果
3.1.7 不同反应温度对孔雀石绿脱色的影响
3.2 罗丹明B脱色影响因素研究
3.2.1 各种不同处理方法对罗丹明B的脱色效率
3.2.2 不同铁配体投加量对罗丹明B脱色效率的影响
3.2.3 不同双氧水投加量对罗丹明B脱色效率的影响
3.2.4 配体与铁离子摩尔比对罗丹明B脱色效率的影响
3.2.5 不同pH值对罗丹明B脱色的影响
3.2.6 不同染料初始浓度对罗丹明B脱色效率影响
3.2.7 不同反应温度对罗丹明B脱色的影响
3.3 本章小结
第4章 铁配体Fenton反应对水中染料的脱色机理研究
4.1 孔雀石绿脱色反应动力学分析
4.1.1 化学反应动力学概述
4.1.2 各种反应体系中孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.3 不同铁配体投加量时孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.4 不同双氧水投加量时孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.5 不同配体与铁离子摩尔比中孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.6 不同初始pH值孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.7 不同反应温度孔雀石脱色动力学分析
4.2 铁配体Fenton反应中孔雀石绿脱色的机理研究
4.2.1 抑制剂存在时铁配体Fenton反应对孔雀石绿脱色的影响
4.2.2 铁配体Fenton反应中孔雀石绿溶液的UV-vis谱图分析
4.2.3 铁配体Fenton反应中活性物种的分析
4.2.4 孔雀石绿溶液反应后的TOC测试
4.2.5 孔雀石绿溶液反应后的产物分析
4.2.6 孔雀石绿溶液反应的活化能分析
4.2.6.1 活化能概述
4.2.6.2 孔雀石绿活化能分析
4.3 罗丹明B反应动力学分析
4.3.1 各种反应体系中罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.3.2 不同铁配体投加量时罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.3.3 不同双氧水投加量时罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.3.4 不同配体与铁离子比值中罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.3.5 不同初始pH值罗丹明B脱色动力学分析
4.3.6 不同反应温度时罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.4 铁配体Fenton反应对罗丹明B脱色的机理研究
4.4.1 抑制剂存在时铁配体Fenton反应对罗丹明B脱色的影响
4.4.2 铁配体Fenton反应中罗丹明B溶液反应的UV-vis谱图分析
4.4.3 罗丹明B溶液反应后的TOC测试及产物分析
4.4.4 罗丹明B溶液反应中的活化能分析
4.5 本章小结
第5章 石墨尾矿参与的Fenton反应对水中染料脱色的影响
5.1 石墨尾矿的表征分析
5.1.1 石墨尾矿XRD衍射分析
5.1.2 石墨尾矿X射线能谱分析
5.1.3 石墨尾矿比表面积分析
5.2 石墨尾矿类Fenton反应对水中孔雀石绿脱色的影响因素研究
5.2.1 各种不同处理方法对孔雀石绿的脱色效果
5.2.2 不同石墨尾矿投加量对孔雀石绿脱色的影响
5.2.3 不同双氧水投加量对孔雀石绿脱色的影响
5.2.4 不同初始pH值对孔雀石绿脱色的影响
5.2.5 不同染料初始浓度时孔雀石绿的脱色效果
5.3 石墨尾矿类Fenton反应对水中罗丹明B脱色的影响因素研究
5.3.1 各种不同处理方法对罗丹明B的脱色效果
5.3.2 不同石墨尾矿投加量对罗丹明B溶液脱色率的影响
5.3.3 不同双氧水投加量对罗丹明B溶液脱色的影响
5.3.4 不同初始pH值对罗丹明B溶液脱色的影响
5.3.5 不同染料初始浓度对罗丹明B溶液脱色的影响
5.4 本章小结
第6章 石墨尾矿类Fenton反应对水中染料脱色机理研究
6.1 石墨尾矿类Fenton反应对孔雀石绿脱色机理研究
6.1.1 抑制剂存在时铁配体Fenton反应对孔雀石绿脱色的影响
6.1.2 孔雀石绿溶液反应的UV-vis谱图分析
6.1.3 孔雀石绿溶液反应后的TOC测试
6.1.4 石墨尾矿中铁离子浸出量分析
6.1.4.1 标准曲线绘制
6.1.4.2 石墨尾矿多相Fenton降解孔雀石绿后铁离子浸出量
6.2 石墨尾矿类Fenton反应对罗丹明B脱色机理研究
6.2.1 抑制剂存在时铁配体Fenton反应对罗丹明B脱色的影响
6.2.2 罗丹明B溶液反应的UV-vis谱图分析
6.2.3 罗丹明B溶液反应后的TOC测试
6.2.4 石墨尾矿中铁离子浸出量分析
6.3 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]去除废水中顽固污染物:染料废水脱色和生物降解的联合处理过程（英文）[J]. Carolyn Palma,Andrea Carvajal,Carlos Vásquez,Elsa Contreras. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2011(04)
[2]Fe3+和Mn2+双金属负载型非均相类Fenton催化剂的制备及性能[J]. 姜远光,刘玉茹,王少坡. 天津城市建设学院学报. 2011(02)
[3]落叶松木屑快速热解炭制备活性炭工艺及结构表征[J]. 张立塔,常建民,任学勇,韩彦雪,苟进胜,许守强. 东北林业大学学报. 2011(04)
[4]非均相UV/Fenton反应催化剂的制备及其催化性能研究[J]. 陈娴,高永,徐旭,张龙强. 江苏技术师范学院学报. 2011(04)
[5]Degradation of Reactive Yellow 86 with photo-Fenton process driven by solar light[J]. Hideyuki Katsumata,Syunya Koike,Satoshi Kaneco,Tohru Suzuki,Kiyohisa Ohta. Journal of Environmental Sciences. 2010(09)
[6]微波促进类Fenton反应催化氧化降解染料吖啶橙[J]. 张会琴,郑怀礼,廖宏兴,张鹏,王晶晶. 工业水处理. 2010(08)
[7]非均相类Fenton反应催化氧化脱色降解直接桃红12B[J]. 郑怀礼,谢礼国,胡鹏,焦世珺,胡学斌,刘澜,吴幼权. 光谱学与光谱分析. 2010(06)
[8]太阳光下Fenton试剂降解有机染料的研究[J]. 陈华军,万琳,席晓晶. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2010(01)
[9](光)助电-Fenton降解有机染料罗丹明B[J]. 刘栓,杨昌英,陈登霞,黄应平. 三峡大学学报(自然科学版). 2009(06)
[10]Fenton试剂去除选矿废水中黄药的试验研究[J]. 赵永红,姜科. 江西理工大学学报. 2009(05)
本文编号：3725142
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【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 我国水资源及污染现状
1.2 染料废水研究现状
1.2.1 染料废水来源及危害
1.2.2 染料废水特点
1.2.3 染料废水研究现状及处理技术
1.2.3.1 生物处理
1.2.3.2 物理处理
1.2.3.3 化学处理
1.3 Fenton反应
1.3.1 Fenton反应的发展与特点
1.3.2 Fenton反应的氧化机理及影响因素
1.3.3 Fenton技术在染料废水处理中的研究现状
1.3.3.1 光Fenton
1.3.3.2 电Fenton
1.3.3.3 超声Fenton
1.3.3.4 微波Fenton
1.3.4 Fenton反应存在的问题
1.4 本课题的研究目的、意义和主要内容
1.4.1 本课题研究的目的和意义
1.4.2 本课题研究的主要内容
1.4.3 本研究的技术路线
第2章 实验仪器、材料及方法
2.1 实验仪器与药品
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 实验操作方法
2.2.1 铁配体制备方法
2.2.1.1 Salen配体制备方法
2.2.1.2 铁配体制备方法
2.2.2 铁配体参与的Fenton反应降解染料的研究
2.2.3 石墨尾矿类Fenton反应降解染料的研究
2.3 分析测试方法
2.3.1 罗丹明B及孔雀石绿紫外可见光光谱图
2.3.2 罗丹明B及孔雀石绿浓度与吸光值曲线
2.3.2.1 罗丹明B溶液浓度与吸光值曲线
2.3.2.2 孔雀石绿溶液浓度与吸光值曲线
2.3.3 罗丹明B及孔雀石绿溶液脱色率测定方法
2.3.4 反应后溶液TOC的测定方法
2.3.5 反应后溶液的UV-vis分析检测
2.3.6 降解产物的GC-MS分析检测
第3章 铁配体Fenton反应对染料脱色影响因素研究
3.1 孔雀石绿脱色的影响因素研究
3.1.1 各种不同处理方法对孔雀石绿的脱色效果
3.1.2 不同铁配体投加量对孔雀石绿脱色的影响
3.1.3 不同双氧水投加量对孔雀石绿脱色的影响
3.1.4 配体与铁离子不同摩尔比对孔雀石绿脱色的影响
3.1.5 不同pH值对孔雀石绿脱色的影响
3.1.6 不同染料初始浓度下孔雀石绿脱色效果
3.1.7 不同反应温度对孔雀石绿脱色的影响
3.2 罗丹明B脱色影响因素研究
3.2.1 各种不同处理方法对罗丹明B的脱色效率
3.2.2 不同铁配体投加量对罗丹明B脱色效率的影响
3.2.3 不同双氧水投加量对罗丹明B脱色效率的影响
3.2.4 配体与铁离子摩尔比对罗丹明B脱色效率的影响
3.2.5 不同pH值对罗丹明B脱色的影响
3.2.6 不同染料初始浓度对罗丹明B脱色效率影响
3.2.7 不同反应温度对罗丹明B脱色的影响
3.3 本章小结
第4章 铁配体Fenton反应对水中染料的脱色机理研究
4.1 孔雀石绿脱色反应动力学分析
4.1.1 化学反应动力学概述
4.1.2 各种反应体系中孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.3 不同铁配体投加量时孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.4 不同双氧水投加量时孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.5 不同配体与铁离子摩尔比中孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.6 不同初始pH值孔雀石绿脱色动力学分析
4.1.7 不同反应温度孔雀石脱色动力学分析
4.2 铁配体Fenton反应中孔雀石绿脱色的机理研究
4.2.1 抑制剂存在时铁配体Fenton反应对孔雀石绿脱色的影响
4.2.2 铁配体Fenton反应中孔雀石绿溶液的UV-vis谱图分析
4.2.3 铁配体Fenton反应中活性物种的分析
4.2.4 孔雀石绿溶液反应后的TOC测试
4.2.5 孔雀石绿溶液反应后的产物分析
4.2.6 孔雀石绿溶液反应的活化能分析
4.2.6.1 活化能概述
4.2.6.2 孔雀石绿活化能分析
4.3 罗丹明B反应动力学分析
4.3.1 各种反应体系中罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.3.2 不同铁配体投加量时罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.3.3 不同双氧水投加量时罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.3.4 不同配体与铁离子比值中罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.3.5 不同初始pH值罗丹明B脱色动力学分析
4.3.6 不同反应温度时罗丹明B溶液脱色动力学分析
4.4 铁配体Fenton反应对罗丹明B脱色的机理研究
4.4.1 抑制剂存在时铁配体Fenton反应对罗丹明B脱色的影响
4.4.2 铁配体Fenton反应中罗丹明B溶液反应的UV-vis谱图分析
4.4.3 罗丹明B溶液反应后的TOC测试及产物分析
4.4.4 罗丹明B溶液反应中的活化能分析
4.5 本章小结
第5章 石墨尾矿参与的Fenton反应对水中染料脱色的影响
5.1 石墨尾矿的表征分析
5.1.1 石墨尾矿XRD衍射分析
5.1.2 石墨尾矿X射线能谱分析
5.1.3 石墨尾矿比表面积分析
5.2 石墨尾矿类Fenton反应对水中孔雀石绿脱色的影响因素研究
5.2.1 各种不同处理方法对孔雀石绿的脱色效果
5.2.2 不同石墨尾矿投加量对孔雀石绿脱色的影响
5.2.3 不同双氧水投加量对孔雀石绿脱色的影响
5.2.4 不同初始pH值对孔雀石绿脱色的影响
5.2.5 不同染料初始浓度时孔雀石绿的脱色效果
5.3 石墨尾矿类Fenton反应对水中罗丹明B脱色的影响因素研究
5.3.1 各种不同处理方法对罗丹明B的脱色效果
5.3.2 不同石墨尾矿投加量对罗丹明B溶液脱色率的影响
5.3.3 不同双氧水投加量对罗丹明B溶液脱色的影响
5.3.4 不同初始pH值对罗丹明B溶液脱色的影响
5.3.5 不同染料初始浓度对罗丹明B溶液脱色的影响
5.4 本章小结
第6章 石墨尾矿类Fenton反应对水中染料脱色机理研究
6.1 石墨尾矿类Fenton反应对孔雀石绿脱色机理研究
6.1.1 抑制剂存在时铁配体Fenton反应对孔雀石绿脱色的影响
6.1.2 孔雀石绿溶液反应的UV-vis谱图分析
6.1.3 孔雀石绿溶液反应后的TOC测试
6.1.4 石墨尾矿中铁离子浸出量分析
6.1.4.1 标准曲线绘制
6.1.4.2 石墨尾矿多相Fenton降解孔雀石绿后铁离子浸出量
6.2 石墨尾矿类Fenton反应对罗丹明B脱色机理研究
6.2.1 抑制剂存在时铁配体Fenton反应对罗丹明B脱色的影响
6.2.2 罗丹明B溶液反应的UV-vis谱图分析
6.2.3 罗丹明B溶液反应后的TOC测试
6.2.4 石墨尾矿中铁离子浸出量分析
6.3 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]去除废水中顽固污染物:染料废水脱色和生物降解的联合处理过程（英文）[J]. Carolyn Palma,Andrea Carvajal,Carlos Vásquez,Elsa Contreras. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2011(04)
[2]Fe3+和Mn2+双金属负载型非均相类Fenton催化剂的制备及性能[J]. 姜远光,刘玉茹,王少坡. 天津城市建设学院学报. 2011(02)
[3]落叶松木屑快速热解炭制备活性炭工艺及结构表征[J]. 张立塔,常建民,任学勇,韩彦雪,苟进胜,许守强. 东北林业大学学报. 2011(04)
[4]非均相UV/Fenton反应催化剂的制备及其催化性能研究[J]. 陈娴,高永,徐旭,张龙强. 江苏技术师范学院学报. 2011(04)
[5]Degradation of Reactive Yellow 86 with photo-Fenton process driven by solar light[J]. Hideyuki Katsumata,Syunya Koike,Satoshi Kaneco,Tohru Suzuki,Kiyohisa Ohta. Journal of Environmental Sciences. 2010(09)
[6]微波促进类Fenton反应催化氧化降解染料吖啶橙[J]. 张会琴,郑怀礼,廖宏兴,张鹏,王晶晶. 工业水处理. 2010(08)
[7]非均相类Fenton反应催化氧化脱色降解直接桃红12B[J]. 郑怀礼,谢礼国,胡鹏,焦世珺,胡学斌,刘澜,吴幼权. 光谱学与光谱分析. 2010(06)
[8]太阳光下Fenton试剂降解有机染料的研究[J]. 陈华军,万琳,席晓晶. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2010(01)
[9](光)助电-Fenton降解有机染料罗丹明B[J]. 刘栓,杨昌英,陈登霞,黄应平. 三峡大学学报(自然科学版). 2009(06)
[10]Fenton试剂去除选矿废水中黄药的试验研究[J]. 赵永红,姜科. 江西理工大学学报. 2009(05)
本文编号：3725142
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