Fe-AO-PAN催化劑的制備及其對染料降解的催化作用.pdf

1、為了克服均相光Fenton反應在處理有機污染物過程中的局限性，如pH值的應用范圍較窄(2-5)，催化劑易流失且造成二次污染等。本文使用鹽酸羥胺和氫氧化鈉共同對聚丙烯腈(PAN)纖維進行改性，得到偕胺肟改性纖維(AO-PAN)，然后將其與三氯化鐵反應，在室溫條件下制備了聚丙烯腈鐵(Fe-AO-PAN)配合物，并分別使用掃描電鏡(SEM)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)和動態(tài)熱機械分析(DMA)等方法對Fe-AO-PAN進行了表征以確定其組成

2、結構。然后將Fe-AO-PAN作為非均相光催化劑應用于兩種常用偶氮染料C.I.活性紅195和C.I。酸性黑234的光催化氧化降解反應中，考察了其對降解反應的催化作用，并分別研究了催化劑用量、催化劑中鐵離子含量(CFe-PAN)、pH值、輻射光強度、染料濃度和過氧化氫濃度對脫色率的影響及其與染料脫色反應速率常數(shù)之間的關系，并應用紫外-可見光譜法以及總有機碳測定(TOC)對染料的氧化降解反應進行了分析。
　　 結果表明，在pH為5.

3、5-6條件下，增大鹽酸羥胺濃度、升高反應溫度以及延長反應時間都有利于PAN纖維中偕胺肟基團數(shù)的增加；并且增加PAN纖維中偕胺肟數(shù)或溶液中鐵離子濃度能制備高鐵離子含量的Fe-AO-PAN配合物。SEM、FF-IR和DMA分析表明，改性PAN纖維中偕胺肟基團與鐵離子發(fā)生了配位反應，且1個鐵離子能夠與AO-PAN表面3個偕胺肟鏈節(jié)單元中3個氨基氮原子和3個羥基氧原子進行配位反應，配位數(shù)為6。在Fe-AO-PAN和輻射光存在下，兩種染料的氧化降

4、解反應速度明顯加快，催化劑用量及其中鐵離子含量增加和反應體系中輻射光和過氧化氫都會促進水溶液中活性紅195和酸性黑234的脫色降解反應。Fe-AO-PAN催化劑在pH=6.0的溶液中具有較高的催化活性，而在堿性介質中活性有所降低。紫外-可見光光譜分析表明，F(xiàn)e-AO-PAN催化劑能夠催化染料分子中偶氮鍵與芳香環(huán)結構的分解反應，致使染料發(fā)生脫色反應，在脫色反應進行到一定程度后，染料分子開始礦化為：二氧化碳和水等無機小分子，使得染料水溶液中