廢水處理中非均相中性催化氧化體系的研究.pdf

1、基于HO·的非均相中性催化氧化體系的研究，對(duì)于難降解類(lèi)工業(yè)廢水的處理具有重要意義。一方面通過(guò)催化劑的固化，減少金屬離子的流失，降低固廢量;另一方面拓寬pH適用范圍，提高中性條件下廢水處理效果，反應(yīng)后的水樣不需要調(diào)節(jié)酸堿直接出水，降低生產(chǎn)成本。圍繞表面吸附-催化氧化的機(jī)理，通過(guò)合成高活性的Fe3O4納米催化劑以及Ti離子有效摻雜的Fe2.5Ti0.5O4催化劑，成功實(shí)現(xiàn)了中性條件下對(duì)絡(luò)合劑乙二胺四乙酸二鈉（EDTANa2）和陽(yáng)離子型染料亞

2、甲基藍(lán)(MB)的有效降解;對(duì)于苯酚類(lèi)對(duì)自由基有猝滅效果的化合物，中性非均相催化氧化體系因產(chǎn)生的自由基活性低，處理效果較差。通過(guò)O3的引入，利用O3和H2O2-Fe3O4/SiO2體系之間的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了中性條件下對(duì)于苯酚類(lèi)芳香族化合物的有效降解。由于化學(xué)氧化法完全降解水體中的有機(jī)物往往成本較高，因此采用適度化學(xué)氧化法提高廢水的可生化性，處理后廢水進(jìn)一步生化處理，這種化學(xué)氧化-生物法聯(lián)用技術(shù)，是一種經(jīng)濟(jì)高效的處理方法，在實(shí)際工業(yè)廢水處理

3、領(lǐng)域有很大的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文主要內(nèi)容和結(jié)論包括以下三個(gè)部分:
　　1、用改進(jìn)的Massart方法合成高活性的納米Fe3O4催化劑，中性條件下H2O2-Fe3O4體系對(duì)難降解絡(luò)合劑EDTANa2的COD去除率與相同氧化劑量pH3條件下Fenton反應(yīng)效率相當(dāng)，實(shí)現(xiàn)了中性情況下非均相催化氧化;探討了H2O2-Fe3O4體系表面吸附-催化氧化的反應(yīng)機(jī)理，表面吸附對(duì)于催化氧化過(guò)程有促進(jìn)作用;采用電子順磁共振技術(shù)(ESR)捕捉反應(yīng)

4、過(guò)程中活性中間體HO·。
　　2、采用同晶替換的方法合成Ti離子摻雜Fe3O4催化劑，考察不同Ti離子摻雜量對(duì)催化劑活性的影響，確定最優(yōu)摻雜量催化劑Fe2.5Ti0.5O4;針對(duì)H2O2-Fe3O4體系處理效果較差的陽(yáng)離子型染料MB廢水，H2O2-Fe2.5Ti0.5O4催化氧化體系可在中性條件下實(shí)現(xiàn)有效降解，COD去除率與相同氧化劑量pH3條件下Fenton反應(yīng)效率相當(dāng);研究發(fā)現(xiàn)H2O2-Fe2.5Ti05O4催化降解MB過(guò)程符

5、合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，反應(yīng)過(guò)程受HO·產(chǎn)生的速率控制;O3的引入可以實(shí)現(xiàn)催化劑的有效再生，研究發(fā)現(xiàn)O3-Fe2.5Ti05O4催化氧化體系具有反應(yīng)速率快、循環(huán)氧化效果好的優(yōu)點(diǎn)。
　　3、對(duì)于具有一定自由基猝滅效果的苯酚類(lèi)芳香族化合物，H2O2-Fe3O4和H2O2-Fe2.5Ti0.5O4催化氧化體系由于表面催化產(chǎn)生的HO·活性較低而處理效果很差;通過(guò)吸附-共沉淀-煅燒的方法在無(wú)定形SiO2上負(fù)載Fe3O4，利用SiO2對(duì)于HO·的