论文部分内容阅读
超声波化学是化学、化工的一个新的分支。超声波作用能强化质量、热量传递和化学反应,提高过程速率。 据不完全统计,全国印染废水排放量约为每天300~400万吨。染料废水色度高、可生化性差、组分复杂,很难经济有效地用传统的废水处理方法进行处理。因此,针对染料废水的非常规处理的理论基础、方法和技术的研究,已成为人们所关注的热点问题之一。本文以典型的偶氮染料甲基橙为对象,开展了超声波促进Fenton法催化氧化降解甲基橙溶液的可行性研究。 论文较系统地研究了超声波促进Fenton法催化氧化降解甲基橙溶液的影响因素及其降解机理,研究工作表明: ①超声波与Fenton试剂联合作用降解甲基橙溶液时,能在较短的时间内使其中的大部分有机物矿化而脱色,而在超声波单独作用下则达不到相同的效果。这是因为超声空化效应在水中产生的·OH自由基的数量有限,而Fenton试剂在水中产生的大量的·OH自由基弥补了这一不足。 ②超声波促进Fenton法催化氧化降解甲基橙溶液时,硫酸根离子的生成规律与甲基橙的降解规律是一致的,但硫酸根离子的生成率明显小于甲基橙的脱色率。这说明甲基橙的催化降解反应可能是多步骤进行的,脱色反应处在较前步骤中,脱磺酸基反应处在较后步骤中,中间可能存在速率的控制步骤,从而影响脱磺酸基的速率,最终表现为甲基橙的脱色率大于硫酸根离子的生成率。 ③分别研究了超声波、Fenton试剂、超声波-Fenton试剂作用下甲基橙溶液的脱色和COD去除行为。结果表明,超声波单独作用于甲基橙溶时,几乎没有脱色效果;Fenton试剂单独作用于浓度为400mg/L的甲基橙溶液30min,甲基橙溶液色度去除率为67.51%,COD去除率为63.15%;而超声波和Fenton试剂共同作用时,甲基橙溶液色度去除率达86.91%,COD去除率达80.32%。超声波与Fenton试剂对甲基橙溶液的降解脱色和COD去除具有协同作用。Fenton试剂脱色强酸性甲基橙溶液是氧化反应,而在pH>5时,是还原反应。通过紫外—可见光谱分析可知,甲基橙的最大吸收波长为490nm。