含銅催化劑的制備及多相芬頓法處理染料廢水.pdf

1、紡織印染工業(yè)是各行業(yè)中的排污大戶之一,所排放的染料廢水色度大,有機物含量高,對環(huán)境污染嚴重。因此,對染料廢水的處理和治理至關重要。染料廢水的BOD5/COD很低,可生化性差,利用傳統(tǒng)生物法進行處理,效果并不理想。而多相芬頓法不僅可以在較溫和的條件下進行,其所產(chǎn)生的羥基自由基對染料分子的破壞降解作用很強,可以無選擇性地降解有機物,并克服了傳統(tǒng)均相芬頓法Ph使用范圍窄、催化劑難以回收等缺點,因而成為了處理有機廢水的研究熱點。多相芬頓法的關鍵

2、是制備性能優(yōu)良的多相催化劑。本文合成了Cu-L沸石和CuO/ZrO2兩種固體催化劑,用染料模擬廢水,考察了其多相芬頓反應的催化性能。
　　 根據(jù)羥基自由基的產(chǎn)生和降解有機物原理,多孔材料的孔結構對催化劑的降解活性應具有一定影響。L沸石具有一維孔道結構,適合考察孔道結構對降解的影響。本文首次采用水熱法制備了一系列不同含銅量的Cu-L沸石,以酸性大紅與亞甲基藍模擬廢水,重點研究了L沸石孔道結構對催化降解的影響。結果表明小分子的亞甲基

3、藍可以進入Cu-L沸石孔道產(chǎn)生強烈的吸附作用并且覆蓋催化劑的活性位點,吸附脫色強。但吸附影響了自由基的生成,催化活性較低。而酸性大紅分子大,無法進入沸石孔道,活性位點產(chǎn)生的羥基自由基的降解作用使酸性大紅有很好的脫色率。Cu-L沸石的催化活性受Cu含量的影響,通過調(diào)整Cu的摻入量可以得到高活性的Cu-L催化劑。最佳配比和合成條件下制備的催化劑在50℃,催化劑用量50mg,3％H2O2投加量1ml時,對50ml濃度為200mg/L的酸性大紅

4、120min的脫色率可達98.6%。此外,研究發(fā)現(xiàn)水熱法合成Cu-L沸石的催化性能優(yōu)于離子交換法制備的Cu-L沸石和水熱法合成的Fe-L沸石。
　　 氧化鋯作為催化劑載體,性能穩(wěn)定,不僅可以使活性組分高度分散,而且與活性組分之間存在強烈的相互作用,能夠影響催化劑的反應活性。目前國內(nèi)外對CuO/ZrO2進行了較多的研究,但將其用于多相芬頓處理染料廢水至今仍未報道過。本文研究了CuO/ZrO2制各方法及其催化氧化降解酸性大紅的影響因

5、素。結果發(fā)現(xiàn)浸潰法合成的催化劑催化效果最好,混合法制備的催化劑次之,共沉淀法制備的催化劑是無定形物,催化效果隨CuO含量變化較大。對混合法和浸漬法合成的CuO/ZrO2,酸性大紅脫色率隨銅物種含量的增加略有降低,共沉淀法合成的CuO/ZrO2活性隨銅物種的增大而增大。在50℃,采用浸漬法制備的CuO含量為5%的CuO/ZrO2為催化劑,加入50mg,3%H2O2加入量1ml的條件下,催化降解200mg/L酸性大紅(50ml),120mi