二氧化氯催化氧化處理有機廢水及降解機理研究.pdf

1、本論文主要研究了二氧化氯非均相催化氧化、二氧化氯非均相光催化氧化和二氧化氯均相光催化降解堿性品紅模擬廢水，針對不同的處理工藝制備相應(yīng)的催化劑。通過紫外可見光譜、紅外譜圖或在線紅外光譜對有機廢水進(jìn)行分析，探索各處理工藝中堿性品紅的降解機理。
　　 在二氧化氯非均相催化氧化處理堿性品紅模擬廢水的研究中，以活性炭（粒）為載體，采用普通浸漬-焙燒法和超聲浸漬-焙燒法制備了N-活性炭-(MnO2-Fe2O3-NiO)催化劑和U-活性炭-(

2、MnO2-Fe2O3-NiO)催化劑。實驗結(jié)果表明，超聲浸漬1h，焙燒溫度400℃下焙燒3h，制備得到的U-活性炭-(MnO2-Fe2O3-NiO)催化劑，用于二氧化氯非均相催化氧化處理堿性品紅廢水的催化活性最高。對于100ml、CODCr為2680mg/L的堿性品紅原廢水，在最佳pH值為1.2，經(jīng)800mg/L二氧化氯和4gN-活性炭-(MnO2-Fe2O3-NiO)催化劑催化氧化40min后，CODCr去除率和脫色率分別為91.4％

3、和93.7％;在最佳pH值為1.2，經(jīng)800mg/L二氧化氯和4gU-活性炭-(MnO2-Fe2O3-NiO)催化劑催化氧化40min后，CODCr去除率和脫色率分別為93.8％和95.6％;均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于二氧化氯化學(xué)氧化的CODCr去除率44.9％。所制備的U-活性炭-(MnO2-Fe2O3-NiO)催化劑可循環(huán)使用9次而不失去活性，通過在線紅外光譜分析，堿性品紅經(jīng)催化氧化后，分子中苯環(huán)被氧化降解為醌和羧酸，并進(jìn)一步降解為二氧化碳和水，最

4、后提出了堿性品紅的催化氧化降解反應(yīng)機理。
　　 在二氧化氯非均相光催化氧化處理堿性品紅模擬廢水的研究中，以硅膠(100～200目)為載體，采用普通浸漬-焙燒法制備了TiO2/SiO2非均相光催化劑。對于50mL濃度為150mg/L的堿性品紅模擬廢水，在最佳pH值為5.0，二氧化氯濃度6.14mg/L和10g/LTiO2/SiO2光催化劑條件下，室溫下磁力攪拌反應(yīng)液，紫外照射距離20cm，紫外照射時間13min。根據(jù)擬合的Lamb

5、ert-Beer標(biāo)準(zhǔn)曲線計算得堿性品紅的去除率80.0％，遠(yuǎn)高于二氧化氯化學(xué)氧化處理堿性品紅的去除率46.0％?；趯嶒炛屑t外譜圖、紫外可見光譜和在線紅外光譜的數(shù)據(jù)分析，推測出了二氧化氯非均相光催化氧化處理堿性品紅模擬廢水的反應(yīng)機理。最后，對反應(yīng)體系中堿性品紅和二氧化氯的動力學(xué)特征分別進(jìn)行了研究。
　　 在二氧化氯均相光催化降解堿性品紅模擬廢水的研究中，一定濃度的NH4NO3溶液為均相光催化劑。對于50mL濃度為150mg/L的

6、堿性品紅模擬廢水，在pH值為4.4，二氧化氯濃度12.28mg/L和8g/LNH4NO3均相光催化劑條件下，室溫下磁力攪拌反應(yīng)液，紫外照射距離20cm，紫外照射時間13min。根據(jù)擬合的Lambert-Beer標(biāo)準(zhǔn)曲線計算得堿性品紅的去除率為66.4％。基于實驗中紅外譜圖和紫外可見光譜的數(shù)據(jù)分析，推測出了二氧化氯均相光催化降解堿性品紅模擬廢水的反應(yīng)機理。
　　 實驗研究表明，二氧化氯催化氧化和二氧化氯光催化均可以高效地降解堿性品