超聲催化二氧化鈦降解偶氮染料—甲基橙的研究.pdf

1、中國是染料生產大國，據(jù)統(tǒng)計，2002年中國染料行業(yè)的產量達到41.2萬噸，同比增長31.1％，占世界染料產量的46％左右，居世界第一位。隨著染料的品種和數(shù)量日益增加，染料生產廢水已成為水環(huán)境的重點污染源之一。染料廢水具有有機物濃度高、色度高、無機鹽含量高、成份復雜、可生化性差、脫色困難等特點，難以采用常規(guī)方法進行治理，且含有多種具有生物毒性或導致"三致"(致癌、致畸、致突變)性能的有機物，一直是工業(yè)污水中的難點，也是當前國內外水污染控制

2、領域急需解決的一大難題。 超聲技術作為一種新型的氧化方法，能提高難降解有機物的降解率和增強水處理中的生物活性，在廢水處理中已經發(fā)揮了一定的作用并具有廣闊的發(fā)展前景。光催化氧化降解水體中有機污染物也是近年來興起的一項急劇發(fā)展前景的新型水處理技術，能有效的降解廢水中的難降解有機物。但因其對光源要求較高等原因限制了它的使用。本文介紹一種新的方法，用超聲代替紫外光，通過實驗，研究了超聲催化TiO<,2>對偶氮染料代表甲基橙降解情況，探

3、討了降解機理，并指出今后須解決的問題和發(fā)展方向。 本文對超聲催化TiO<,2>降解甲基橙的情況進行了初步的探討，研究了超聲輻射時間、TiO<,2>的加入量、超聲波頻率、超聲波輸出功率、反應體系的初始pH值等因素對超聲催化TiO<,2>降解的影響。具體包括以下內容： (1)設計加工了反應處理槽，并用XRD、TEM表征了TiO<,2>顆粒的晶型、粒徑和表面形態(tài)情況； (2)探討了在其它因素保持不變的情況下，降解

4、效果隨作用時間的變化關系，結果顯示，隨著超聲時間的延長，體系中甲基橙的降解率都在持續(xù)增大； (3)對降解過程進行化學反應動力學分析，證明此反應屬于一級反應并求出其反應速率常數(shù)； (4)探討了在其它因素保持不變的情況下，催化劑TiO<,2>加入量對降解效果的影響，發(fā)現(xiàn)隨著催化劑量的增加降解率也在不斷增加，但是當TiO<,2>的加入量是750mg/L時，降解率基本趨于平緩； (5)探討了其它因素一定時，超聲頻率

5、對降解率的影響，結果表明不同頻率的超聲波對TiO<,2>催化降解甲基橙溶液有一定的影響，但是影響基本不大，選用頻率為25 kHz的超聲輻射效果略好于其它三種； (6)在其它因素一定的情況下，研究了超聲功率對降解效果的影響，結果表明隨著超聲功率的增加，體系的降解率均明顯提高，但是功率也不能無限制的提高，實驗結果表明功率為55w系統(tǒng)的降解效果最好； (7)探討了其它因素一定時，降解率與溶液酸堿度的變化的關系，實驗結果表明