超聲（磁化）TiO-,2-光催化降解酸性紅染料廢水的研究.pdf

1、染料廢水是染料生產(chǎn)及其它相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)中最常見的污水.常規(guī)處理方法是生物氧化和進(jìn)行物理化學(xué)方法處理,由于染料具有較大的分子量及較強(qiáng)的水溶性,使得這些處理方法效果并不理想,且存在復(fù)雜的后續(xù)處理工藝.因此,對染料廢水的非常規(guī)技術(shù)處理的理論基礎(chǔ)、技術(shù)和方法的研究已成為眾多該領(lǐng)域?qū)W者關(guān)注的焦點(diǎn).該文選用酸性紅3B為降解對象,使用TiO<,2>為催化劑,在自行設(shè)計(jì)的光催化反應(yīng)器、超聲波紫外光催化反應(yīng)器、及磁化裝置聯(lián)合光催化反應(yīng)器中,研究了不同降方式

2、降解有色廢水的可行性.主要在以下幾個(gè)方面取得了一定的進(jìn)展:采用溶膠凝膠法制備了納米TiO<,2>,并用XRD進(jìn)行表征,考察了各種因素對光催化降解速率影響.用Langmuir-hinshelwood方程描述酸性3B光催化動(dòng)力學(xué)行為,結(jié)果表明,初始濃度增加,反應(yīng)由一級向零級過渡;催化劑投加量在0.5-2.5g/L時(shí),30mg/L酸性紅3B反應(yīng)速率常數(shù)呈一級且與投加量成線性關(guān)系;五種溶解性無機(jī)鹽對光催化降解酸性紅B存在抑制作用,陰離子影響大于

3、陽離子;通入空氣影響動(dòng)力學(xué)行為,改變了反應(yīng)級數(shù);該實(shí)驗(yàn)在pH值為3時(shí)光催化降解效果最佳,且酸性條件下比堿性下條件效果更好;光催化效果在50-60℃之間出現(xiàn)峰值.采用不同粒徑TiO<,2>進(jìn)行超聲聯(lián)合光催化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:45W/59KHZ超聲波對催化劑粒徑最大的市售TiO<,2>微粉的光催化協(xié)同效果最佳;TiO<,2>投加量為30mg/L時(shí)比光催化效果提高了43.57％;實(shí)驗(yàn)室制備的粒徑為11nm催化劑TiO<,2>在超聲紫外聯(lián)合作用下

4、降解酸性紅3B效果不如光催化效果;超聲與光催化最佳協(xié)同效果同催化劑量有關(guān),試驗(yàn)結(jié)果顯示大至在0-0.3g/L之間;協(xié)同機(jī)理主要為超聲碎裂、清洗提高傳質(zhì)和催化活性及超聲產(chǎn)生自由基因素試驗(yàn)表明:催化劑TiO<,2>最大投加量為0.3g/L;反應(yīng)物初始濃度在45mg/L時(shí)的降解速率比28mg/L時(shí)大,均為零級反應(yīng);一定量NaCl能促進(jìn)降解速率;通入1.25L/min空氣時(shí)反應(yīng)速率略有提高;光照強(qiáng)度減小,脫色率增大的趨勢小;超聲時(shí)間越長降解效果