聚吡咯-Fe仿過氧化物酶催化活性的研究.pdf

1、工業(yè)廢水如何有效處理是非常嚴峻的問題,作為三大廢水監(jiān)控對象之一的含酚類廢水,由于排放量大、毒性大、難降解,一直是環(huán)境治理的難點和重點。目前治理廢水的方法主要有:物理法、生物法和化學法。在酚類廢水處理中,比較物理法和生物法,化學法有降解速度快、氧化能力強、凈化比較徹底等特點,工藝相對比較成熟,已被廣泛使用。酶催化氧化法和Fenton法屬于化學法,前者具有催化效率高的優(yōu)點,但價格昂貴、易失活；后者具有簡單、安全的特點,但存在鐵離子催化劑流失

2、嚴重,易造成二次污染和不必要的資金浪費,重復利用率低等缺點。為克服這些不足,我們研制出聚吡咯-Fe這一降解酚類化合物的催化劑,具有仿過氧化物酶的催化活性,較好地解決了這些問題,應用前景廣闊。本論文從四個方面進行闡述。
　　 (1)介紹了酚類廢水的污染現(xiàn)狀和危害,對目前廢水處理方法進行了較詳細的評述和總結(jié),其中包括物理法、生物法及化學法。并闡述了本課題的選題依據(jù)和實驗研究內(nèi)容。
　　 (2)研究了聚吡咯-Fe催化劑的制備方

3、法和催化活性。以鄰苯二酚紫為催化底物模型,考察了溶液pH、溫度、H2O2濃度對聚吡咯-Fe催化特性的影響,結(jié)果表明在pH1.0、35℃、H2O2和聚吡咯-Fe濃度分別為100μmol/L和0.3mg/mL時,聚吡咯-Fe的催化能力最大。但考慮到污染物鄰苯二酚紫的降解在強酸條件下容易造成二次污染和設(shè)備腐蝕,試驗了在中性溶液、室溫條件及增加催化劑用量情況下,考察聚吡咯.Fe的催化能力,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當催化劑濃度為3mg/mL時,可以達到與酸性條件

4、下相同的催化效果,并對該降解產(chǎn)物進行分析,其總有機碳去除率為20％。實驗還考察了聚吡咯-Fe的重復使用情況,結(jié)果表明強酸性條件下,第三次使用時,其催化能力只有第一次使用的51.2％；而在中性條件下,聚吡咯-Fe的催化能力具有較好的穩(wěn)定性。
　　 (3)采用紫外-可見光譜探究了聚吡咯-Fe的催化機理。在研究聚吡咯-Fe結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn),該催化劑在局部結(jié)構(gòu)上與過氧化物酶結(jié)構(gòu)非常相似,因此需要通過實驗驗證在催化活性上是否也具有相似性。實驗設(shè)

5、計了鐵離子滲出實驗、光照聚吡咯催化實驗,Ca2+摻雜實驗和乒乓機理實驗,結(jié)果表明聚吡咯-Fe具有類似過氧化物酶的催化活性。
　　 (4)采用紫外-可見光譜研究了聚吡咯-Fe催化H2O2氧化鄰苯二酚紫的實驗條件。結(jié)果表明,在pH1.5、鄰苯二酚紫和聚吡咯-Fe濃度分別為2mmol/L和0.3mg/mL,50℃反應30min時,聚吡咯-Fe催化H2O2氧化鄰苯二酚紫靈敏度較高。將聚吡咯-Fe催化H2O2氧化鄰苯二酚紫反應與葡萄糖氧化