鈷酸鍶粉體的制備及其催化降解染料廢水的研究.pdf

1、催化氧化技術(shù)處理染料廢水是一個具有價值的課題,該方法具有高效、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點,引起了廣大學(xué)者的關(guān)注.鈷系復(fù)合氧化物具有元素變價、離子位缺陷、結(jié)構(gòu)多樣性及電子結(jié)構(gòu)特殊性等特點,使它們成為研究開發(fā)新材料的首選對象之一.具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈷酸鍶(SrCoO<,x>),既是較好的氣敏材料、磁性材料,也是較好的氧離子-電子混合體,在氧化物燃料電池電極材料、氧分離膜和化學(xué)膜反應(yīng)器等方面均有重要作用.但目前對鈷酸鍶在環(huán)境保護中的應(yīng)用研究甚少.本

2、文分別采用化學(xué)共沉淀法和檸檬酸聚絡(luò)合法合成了鈷酸鍶粉體,并利用XRD、TG-DTA、SEM、TEM等測試方法對樣品進行表征;同時以酸性紅G、直接棗紅和直接大紅(直接染料)及亞甲基藍(lán)為對象模擬染料廢水進行催化降解實驗.采用檸檬酸聚絡(luò)合法可在較低溫度下(800℃)經(jīng)較短時間(10h)合成了純度較高具有氧空缺的SrCoO<,x>復(fù)合金屬氧化物,通過XRD和SEM分析,確定其具有六方晶系結(jié)構(gòu),所屬空間群為P6<,3>/mmc,顆粒形態(tài)相似、大小

3、均一,堆積粒徑約為250nm的超細(xì)粉體.XPS分析表明,樣品中沒有雜質(zhì)元素,其中鈷主要是以Co<'3+>形式存在,樣品表面的吸附氧(α-氧)含量(68.45﹪)遠(yuǎn)大于晶格氧(β-氧)的含量(31.55﹪).利用自制的催化反應(yīng)器,研究了SrCoO<,x>對模擬染料廢水(酸型紅G)的處理.在磁攪拌子攪拌和紫外光照共同作用下,SrCoO<,x>在紫光燈的照射下60min以內(nèi)能將酸性紅G溶液(30mg/L)完全脫色,將其中的偶氮結(jié)構(gòu)、苯環(huán)和稠環(huán)

4、結(jié)構(gòu)徹底破壞分解.同時實驗還表明,催化劑合成溫度及時間、投加量、反應(yīng)物的初始濃度、pH等因素對催化降解效率都有明顯的影響.采用檸檬酸聚絡(luò)合法在800℃下煅燒8小時獲得的樣品降解能力較強.對于不同濃度酸性紅G溶液,SrCoO<,x>都有明顯的處理效果.對于濃度低于40mg/L的溶液具有很好的處理效果,去除率超過90﹪.對高濃度染料溶液(175mg/L),去除率仍可達到58﹪.催化劑的最佳投加量應(yīng)在0.75mg/L左右.最后,通過紅外光譜和