复合催化剂光催化氧化降解染料废水的研究

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据不完全统计,全国印染废水排放量约为3×106~4×106m3/天。随着印染工业的迅速发展,染料品种和数量日益增加,染料废水给环境带来的污染也日益加大。印染废水色度高、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。对印染废水的脱色及降解的研究是国内外环境工程领域的重要研究课题。 本文采用阳极氧化法制备了具有高催化活性的复合B2O3·TiO2/Ti催化剂,并在自制反应器中对其光催化降解染料废水进行了研究,主要在以下几个方面取得了一定的研究进展: (1)用阳极氧化法制备了具有高效光催化活性的复合B2O3·TiO2/Ti催化剂,并利用XRD、AFM对复合B2O3·TiO2/Ti催化剂进行了表征,结果表明硼的掺杂使膜的表面规整有序,表面存在很多的孔径和缝隙,粒子呈现球形。 (2)本文采用复合B2O3·TiO2/Ti催化剂对蒽琨类染料弱酸性蒽醌蓝,偶氮类染料酸性铬蓝K和氧杂蒽类染料四碘荧光素的降解效果进行了研究,研究结果表明,上述三种染料在光催化氧化过程中降解的难易程度不同,其中四碘荧光素较易光解。 (3)在自制反应器中,以高压汞灯为光源,研究了蒽琨类染料弱酸性蒽醌蓝和偶氮类染料酸性铬蓝K的光催化降解反应动力学。结果表明反应可用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学方程描述,并得出了不同影响因素下的动力学参数。在紫外光源为125W;初始浓度为10m∥L的情况下,经过优化的弱酸性蒽醌蓝降解条件为pH值为4.8;H2O2浓度为13.8m∥L,此时弱酸性蒽醌蓝的反应速率常数为0.0202;经过优化的酸性铬蓝K的降解条件为:pH值为10.3;H2O2浓度为13.8mg/L,此时酸性铬蓝K的反应速率常数为0.047。 (4)通过对比发现,复合B2O3·TiO2/Ti催化剂对偶氮类染料酸性铬蓝K有较好的降解效果,其反应速率常数约为弱酸性蒽醌蓝反应速率常数的2倍。
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