Fe(Ⅱ)/Fe(0)活化过硫酸盐新体系对直接耐酸大红4BS的脱色降解研究

来源 :安徽建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuxia21
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
偶氮染料在纺织工业中起到了重要的作用,被广泛应用于油墨、涂料、橡胶、印花涂料色浆中,其产量占染料总量70%左右。基于硫酸根自由基(SO4-·)的高级氧化技术近年得到快速发展,在水处理领域被广泛应用。SO4-·是一种具有较高氧化还原电位的自由基(SO4-·=2.53.1V,OH·=1.92.7V),与OH·相比,SO4-·在氧化目标物时更具有选择性。在溶液中,SO4-·的存活期为3×10-54×10-5s,比OH·(2×10-8s)高出3个数量级,SO4-·有更长的时间与有机物反应。因此,高效利用SO4-·对偶氮染料氧化去除具有积极深远的意义。本论文以偶氮类染料废水为处理目标,直接耐酸大红4BS为研究对象,通过Fe(Ⅱ)和ZVI(纳米零价铁),分别进行活化PDS(过硫酸钠)的均相和非均相反应,对直接耐酸大红4BS进行脱色降解,并针对不同类型的反应进行优化,旨在为金属铁活化过硫酸盐技术提供借鉴。首先进行Fe(Ⅱ)均相反应,创新性提出UV/Fe(Ⅱ)-EDTA/PDS。考察了5种不同的活化组合工艺,(1):PDS/UV;(2):PDS/Fe(Ⅱ);(3):Fe(Ⅱ)-EDTA/PDS;(4):Fe(Ⅱ)-UV/PDS;(5):UV/Fe(Ⅱ)-EDTA/PDS。实验表明:EDTA(乙二胺四乙酸)螯合Fe(Ⅱ)去活化PDS,并经UV(紫外光)强化后取得最好的效果,反应10min即达到80.0%的脱色率,通过改变PDS初始浓度、Fe(Ⅱ)/EDTA、无机阴离子等影响因子对实验进行优化。最经济PDS浓度为15mmol/L;Fe(Ⅱ)/EDTA比在5:1时效果最好,5min时使30mg/L大红4BS脱色94.1%;反应符合二级动力学模型。100mmol/L的HCO3-、Cl-、NO3-、SO42-等无机盐阴离子对大红4BS降解有抑制作用:HCO3->Cl->NO3->SO42-,脱色率分别降低67.0%、13.2%、12.2%、9.43%。UV/Fe(Ⅱ)-EDTA/PDS体系降解大红4BS的途径为:苯环最先遭到破坏,随后偶氮键断裂、萘环开裂。研究显示,在最适条件[PDS:Fe(Ⅱ):EDTA=15:5:1]下,大红4BS在10min时脱色率高达98.1%。其次,本实验进行ZVI的非均相反应,利用ZVI活化PDS降解直接耐酸大红4BS,通过改变PDS浓度、ZVI浓度、pH、温度等条件,结果表明:随着PDS浓度和ZVI浓度的增大,大红4BS脱色效果逐渐增强,当PDS浓度由2mmol/L增加到15mmol/L,ZVI浓度由0.05g/L增长到0.5g/L时,30mg/L大红4BS在20min时脱色率分别增长86.1%和31.4%,且均符合一级反应动力学方程;pH对实验影响较大,大红4BS脱色率随pH的减小而增大,在pH=10.42时,反应90min仅脱色9.41%,而在pH=3.03时脱色率高达95.6%;温度的升高虽然能加快大红4BS的脱色,但是会使PDS的利用率降低,当温度由20oC增大到60oC时,PDS的利用率降低12.0%,且温度对大红4BS降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型(R2=0.988),产生的活化能为14.44KJ/mol;分别以叔丁醇与异丙醇为分子探针的自由基清除实验显示:ZVI活化PDS降解大红4BS是个以SO4-·为主导的自由基反应过程。最后,该研究将基于SO4-·的AOPs(高级氧化技术)与铁碳微电解技术相结合,提出一种新的活化体系Fe-AC/PDS(铁碳微电解活化过硫酸钠),对大红4BS进行有效降解。结果表明,当Fe:AC>3:1时,大红4BS脱色率在反应的前20min不断增大,但随后趋于缓慢,在Fe:AC=3:1时达到最大值94.7%。增大PDS浓度能明显促进反应进行,但超过5mmol/L时,对体系影响不大。初始溶液pH对Fe-AC/PDS体系降解大红4BS作用显著,在酸性和中性(pH=3.02、4.67、7.32)时,大红4BS的脱色率分别高达98.8%、96.2%、94.7%,但在碱性(pH=9.38、10.78)条件下,其脱色率只有24.5%、18.7%。无机盐阴离子对Fe-AC/PDS体系降解大红4BS有抑制作用,而阳离子对其产生促进作用,并对Fe-AC/PDS体系降解大红4BS的机理进行探讨。
其他文献
以大豆分离蛋白(SPI)为基料,制备可食性包装膜。首先以单一因素考察加入交联剂葡萄糖、还原剂亚硫酸钠、防腐剂丙酸钙分别来提高大豆分离蛋白膜的机械强度,屏蔽水蒸汽的能力,
当前,新农村建设已经在我国各地广泛开展起来。要有效推进新农村建设,将各项政策目标落到实处,这就需要在新农村建设中发挥主导作用的基层政府具备强有力的执行力。可以说,强有力
<正>我们仿效BBC的广播节目"60秒改进世界"(Sixty Second ldea to lmprove the World)推出了"改进建筑60秒"栏目,每期将在世界范围内采访两位人物,请他们就建筑、城市、景观
期刊
非致冷红外探测器/微测辐射热计作为属于第三代的基于微机电系统MEMS技术的红外探测器,由于具有体积小、重量轻、功耗低、易携带、非致冷等优点,在工业、农业、国防、医疗、
<正>2013年3月28日-4月12日,国际媒体建筑协会(Media Architecture Institute,简称MAI)的3位核心成员应邀与中央美术学院建筑学院开展了为期15天的"媒体建筑"联合工作室课程,
长春是近代在中东铁路和南满铁路修建之后而兴起的城市。从十九世纪末期为防御马贼而出现的小城堡,到中东铁路时期的城镇,经历南满铁路时期的发展,在九一八事变后成为伪满洲国的
研究目的针对河南省艾滋病综合防治工作中存在一些难点和薄弱环节,从管理方、供方和需方的三维角度出发,对河南省艾滋病防治策略进行系统研究,分析河南省农村艾滋病综合防治
当今世界是不可持续的,因为地球资源的更新能力不及全球资源的消耗速度。世间万物彼此相关,不可控制:所有的人类活动都会在地球上的某个地方产生不可预期的影响。一处的善举
<正>光度分析法是最常用的定量分析方法之一。在光度法中,比色皿的选择、使用和维护对分析结果有着重要的影响。比色皿制造工艺有两种,一种是粘合剂粘合而成,另一种是高温熔
随着我国经济形势的快速发展和资本市场规模的不断扩大,珠三角陆续推出不少创业板上市公司,它为具有发展潜力的中小企业提供一个直接融资渠道,开启了珠三角中小企业发展的新