CoOAl2O3CeO2催化臭氧氧化降解活性紅195染料廢水的研究.pdf

1、染料廢水是高濃度有機(jī)廢水,具有色度高、污染物成分復(fù)雜、毒性大、難生物降解等特點(diǎn),傳統(tǒng)物理法和生物法等難以達(dá)到理想的處理效果。非均相催化臭氧氧化技術(shù)因氧化能力強(qiáng)、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),已成為染料廢水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前關(guān)于復(fù)合載體催化劑催化臭氧氧化方面的研究還不是很多。本文將 CoO/Al2O3-CeO2應(yīng)用于催化臭氧氧化染料廢水中,選取活性紅195(RR195)作為研究對(duì)象,考察了CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化RR195的效果

2、,研究了催化劑制備條件,同時(shí)對(duì)催化反應(yīng)的影響因素及反應(yīng)機(jī)理也進(jìn)行了研究和探討。
　　在催化劑的制備中,發(fā)現(xiàn)超聲輔助浸漬法制得的催化劑催化效果優(yōu)于普通等體積浸漬法和浸漬沉淀法制備的催化劑;制備過程中,對(duì)浸漬液超聲處理3 h, CeO2與CoO的負(fù)載量分別達(dá)到20％和4%時(shí),CoO/Al2O3-CeO2催化劑具有較好的催化效果。XRD結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)成功制備出研究預(yù)期的催化劑。催化降解實(shí)驗(yàn)表明,相比于單獨(dú)臭氧氧化和Co/Al2O3催化臭

3、氧氧化,CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化能夠有效提高RR195的礦化程度。
　　在CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化體系中,RR195及COD的去除效果與催化劑投加量正相關(guān),當(dāng)催化劑投加量達(dá)到3g/L時(shí)即能取得理想的去除效果;當(dāng)臭氧投加量為200 mL,攪拌速度為1400 r/min時(shí),催化臭氧氧化反應(yīng)主要由化學(xué)反應(yīng)過程控制;RR195初始濃度的提高導(dǎo)致RR195和COD去除率的下降;溶液初始pH值對(duì)催化反應(yīng)影響很大

4、,當(dāng)初始pH值為8時(shí),RR195和COD的去除率達(dá)到最高。水體中的 Na+、K+、Ca2+、-3NO和2-4SO對(duì)于 CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化去除 RR195的影響較小,對(duì) COD去除率的抑制作用不顯著;而Cl-對(duì)于催化臭氧氧化具有很強(qiáng)的抑制作用,當(dāng)Cl-的濃度為40 mmol/L時(shí),可使COD去除率降低20%左右。此外,催化劑在反應(yīng)過程中只有少量金屬離子溶出,并且在多次重復(fù)使用后扔能保持較高的催化活性,這表明催化劑具有

5、較好的穩(wěn)定性。
　　通過催化劑吸附實(shí)驗(yàn)和自由基抑制實(shí)驗(yàn),可以推測出CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化降解RR195過程可能的機(jī)理是:部分有機(jī)污染物被吸附到催化劑表面,催化劑活性中心促進(jìn)臭氧分子分解產(chǎn)生羥基自由基,臭氧分子以及羥基自由基與吸附在催化劑表面的有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng),達(dá)到降解礦化的目的;此外,存在于溶液中有機(jī)污染物也會(huì)與溶液中的臭氧及羥基自由基發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明:CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化降