負(fù)載型稀土催化劑的制備及其在印染廢水深度處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、利用負(fù)載型稀土催化劑催化臭氧化技術(shù)對(duì)吳江新達(dá)印染廠A/O工藝二級(jí)生物出水進(jìn)行深度處理研究。采用沉淀法制備了負(fù)載型稀土催化劑,研究考察了制備條件,并利用IR、SEM、UV-VIS、XRD和ICP-MS等表征手段研究了二氧化硅負(fù)載型稀土催化劑的組成、形貌及單位質(zhì)量載體中稀土離子La的含量等,對(duì)其進(jìn)行了較為全面的表征;并利用該催化劑,研究考察了催化臭氧化技術(shù)處理實(shí)際印染廢水的各項(xiàng)操作參數(shù),包括催化劑投加量、溫度、反應(yīng)時(shí)間以及pH值對(duì)處理效果的

2、影響等。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究分析了其催化作用機(jī)理。該項(xiàng)研究為印染廢水等較難處理的工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)深度處理并使之回用于生產(chǎn)工藝的技術(shù)方法探索了一條新的途徑。迄今為止,該項(xiàng)技術(shù)研究國(guó)內(nèi)外尚不多見,因此,研究具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和較深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,得到以下重要結(jié)論:
　　(1)采用沉淀法制備二氧化硅負(fù)載型稀土催化劑,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最佳制備工藝條件為硅酸鈉濃度0.3mol/L、鹽酸濃度1.0mol/L、表面活

3、性劑選用十二烷基苯磺酸鈉、稀土投加量0.1g、溫度在800℃以上、煅燒時(shí)間1h。
　　(2)利用IR、SEM、UV-VIS、XRD和ICP-MS等表征手段研究了二氧化硅負(fù)載型稀土催化劑的組成、形貌及單位質(zhì)量載體中稀土離子La的含量等。在此最佳條件下所制得的催化劑中晶體La的平均粒徑為17nm,比表面積為1365m2/g,單位質(zhì)量載體中稀土元素La的含量為0.683μg/g。制備的催化劑活性最高、且附著的稀土離子不易流失。
　

4、　(3)在通入臭氧量穩(wěn)定的條件下,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)及單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,各因素對(duì)印染廢水COD去除率影響程度從大到小依次為:稀土催化劑的投加量>溫度>反應(yīng)時(shí)間>pH。最佳反應(yīng)條件:pH=2,稀土催化劑的投加量為5g,反應(yīng)時(shí)間為60min,溫度為60℃。COD去除率可達(dá)80％以上、色度降為2倍。另外,對(duì)催化劑活性恢復(fù)的研究結(jié)果表明:酸洗+煅燒最直接的一種方式,既可以去除催化劑表面的污染物,又可以使其活化。
　　(4)通過(guò)TOC、紫外譜圖

5、及GC-MS實(shí)時(shí)測(cè)定,證明稀土在印染廢水深度處理中之所以能夠發(fā)揮強(qiáng)催化作用,主要?dú)w功于其獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu),尤其是4f軌道在稀土化合物成鍵過(guò)程中的貢獻(xiàn)不可忽視。稀土在印染廢水降解過(guò)程中是通過(guò)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的性質(zhì)變化和相互反應(yīng)而發(fā)生作用的,中間產(chǎn)物與中間產(chǎn)物之間,或者中間產(chǎn)物和底物之間發(fā)生耦合作用,形成聚集體,從而改變了它們?cè)趶U水中的溶解性、沉降性,從而進(jìn)一步提高臭氧的氧化效率。研究證明,經(jīng)催化臭氧化處理,廢水中的大部分有機(jī)物直接被降解為CO