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吸附-高温气流催化氧化再生是处理废水的新方法,其再生过程的催化机理及动力学方面尚未见报道。本文对海泡石进行Ni-高温氧气流改性得到催化吸附剂,以亚甲基蓝为吸附对象,对催化吸附剂的再生过程进行研究,其主要研究内容和结论如下:1.对Ni-高温氧气流改性海泡石吸附亚甲基蓝的吸附行为进行了研究,考察了温度对吸附性能的影响,结果表明,在所研究的温度和浓度范围内,Langmuir方程能较好地描述吸附过程,且吸附过程为吸热过程。2.运用热重(TG/DTG)、程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析仪器对Ni-高温氧气流改性海泡石进行了表征分析。发现Ni-高温氧气流改性海泡石氧活性得到了提高,结构中新增了 NiO物质,亚甲基蓝的分解温度由原来的400℃提前至350℃,且改性海泡石在再生过程中表现出较高的稳定性。3.运用热重(TG/DTG)与原位漫反射傅立叶变换红外光谱(DRIFT)分析技术对吸附了亚甲基蓝的Ni-高温氧气流改性海泡石的再生催化机理进行研究。发现在再生过程中发挥催化作用的活性物质为负载于海泡石结构上的以NiO形态存在的Ni。在消除外扩散和内扩散的影响下,于350℃温度下对再生过程进行考察,发现在再生1min时,亚甲基蓝结构中的C-H最先断裂;3min时,C=C和C=N断裂;5min时,亚甲基蓝进一步降解;7min后,亚甲基蓝被完全降解,完成再生过程。4.对吸附了亚甲基蓝的Ni-高温氧气流改性海泡石的再生动力学进行研究。在热天平装置上考察了 O2气氛下再生反应温度和反应气体中O2体积分数对Ni-高温氧气流改性海泡石的再生行为的影响。发现只有在温度高于350℃后,亚甲基蓝才开始降解,且温度越高、O2的体积分数越大越有利于改性海泡石的再生。利用均匀反应模型确定O2气氛下Ni-高温氧气流改性海泡石的再生为一级反应。按照等效粒子模型对改性海泡石的再生过程的反应动力学行为进行了研究分析,并通过计算得出了再生反应表观动力学的相关参数,化学反应速率常数的指前因子为4.85× 104 m/s,化学反应活化能为101.20 kJ/mol。再生反应表观动力学方程为:-rA=exp(-12.172 × 103/T+10.789)·CO25.在研究总结的基础上,结合高温气流再生催化氧化再生的特点进行分析,以传质理论和化学反应动力学为基础,以关键组分氧气为研究对象,根据物料衡算,建立了球形宏观动力学模型,主要的模型方程为:其初始条件为:t=0,cAs=CAd边界条件:r=0处,(?)CA/(?)r=0 r=R 处,-NA=Kc(CAb-CAs)=ks(?)CA/(?)r|r=R