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水体中只要含有微量的染料,都会对水体水质产生影响,使水体不能为人所用。染料污染主要来源于印染工业企业和染料生产企业所排放的废水,这些企业用染料来对他们的产品进行染色或是用各种原料来合成染料。从环保的角度来看,这些污染物必须在排放入水体之前得到处理,不然会对人类的健康产生威胁。 目前处理染料废水的主要方法有芬顿反应法、臭氧化法、光化学氧化法、次氯酸钠氧化法、葫芦脲法、电化学法、吸附法、离子交换法以及絮凝法。以上这些方法有的有比较强的去除效果,但是会对环境产生二次污染,有的只是把染料污染物从一种介质转移到另外一种介质,并没有从根本上去除污染物。所以寻找高效经济的催化剂来降解染料被认为是目前比较可行的方法。 因为生物金属纳米材料具有表面积大、结合能高、催化性能强、制备简单快速、无污染以及具有天然的载体能够分散纳米材料等诸多优点,使得生物纳米材料成为一种十分理想的催化剂来处理染料废水。 本研究以大肠埃希氏菌(Escherichiacoli)制备纳米级颗粒大小的生物钯,以亚甲基蓝作为研究对象,以接触时间、溶液pH、染料初始初始浓度和生物钯剂量为控制条件,考察生物钯催化下典型染料亚甲基蓝的降解去除效果,并探究其降解反应速率常数与亚甲基蓝初始浓度、溶液pH和生物钯剂量之间的关系以及降解反应动力学。 对亚甲基蓝的降解实验结果表明:中性和碱性条件下有利于亚甲基蓝的去除,反应进行1小时后,pH从3.0上升到9.0的过程中,亚甲基蓝的去除率从42%上升到95%。生物钯剂量固定,亚甲基蓝浓度由10mg/L增加到40mg/L的过程中,亚甲基蓝的去除率由98%降为73%;亚甲基蓝初始浓度固定,生物钯剂量由0.010g增加到0.030g过程中,亚甲基蓝的去除率由59%升高到98%。 对生物钯降解亚甲基蓝的动力学研究表明:生物钯催化下亚甲基蓝的降解反应速率常数随着亚甲基蓝初始浓度的升高而降低,其之间的定量关系为:k=0.06959-0.00139C0;甲基蓝的降解反应速率常数在酸性到中性条件下,随pH的升高而增加;在中性到酸性条件下,随pH的升高而降低。其定量关系为:k=0.11282-0.07271pH+0.01555pH2-0.00091pH3;亚甲基蓝的降解反应速率常数,在0.025g生物钯剂量之前,随生物钯剂量的升高而增加,在0.025g生物钯剂量之后,随生物钯剂量的升高而降低。其定量关系为:k=3153.3M3-396M2+13.007M-0.0798。