非均相光Fenton反應(yīng)催化劑的制備及其應(yīng)用.pdf

1、均相光Fenton反應(yīng)在處理實(shí)際廢水的過(guò)程中存在局限性，如pH值的應(yīng)用范圍較窄(2-5)，催化劑易流失且造成二次污染等。非均相光Fenton反應(yīng)體系則避免了上述問(wèn)題且對(duì)染料廢水的處理效果較好。 本論文使用海藻酸鈉和氯化鐵以及硫酸銅反應(yīng)制備兩個(gè)系列的催化劑微球，分別為FS催化劑和FCS催化劑。在對(duì)催化劑微球的質(zhì)量以及直徑進(jìn)行測(cè)定的基礎(chǔ)上，對(duì)其表面上鐵離子和銅離子的含量進(jìn)行了分析，然后通過(guò)XRD和FT-IR等對(duì)其化學(xué)組成進(jìn)行表征，并

2、考察了其催化活性。在光輻射和過(guò)氧化氫存在的條件下，使用催化劑微球分別對(duì)活性紅MS、活性藍(lán)B和酸性黑234進(jìn)行脫色反應(yīng)，主要研究了光輻射強(qiáng)度、染料濃度和無(wú)機(jī)鹽等因素對(duì)染料脫色率的影響以及其與染料脫色反應(yīng)速率常數(shù)之間的關(guān)系，并考察了催化劑的重復(fù)利用性能，最后借助紫外一可見(jiàn)光譜和總有機(jī)碳測(cè)定分析了染料的脫色降解過(guò)程。 結(jié)果表明，海藻酸鈉的濃度越大，催化劑微球的質(zhì)量越大且形狀越不規(guī)則；海藻酸鈉濃度一定時(shí)，催化劑表面鐵離子的附著量隨著鐵離

3、子濃度的提高而增加，且銅離子的存在會(huì)提高鐵離子的附著量。在催化劑微球的表面，海藻酸鈉分子的羥基和羧基與金屬離子發(fā)生配位反應(yīng)，呈現(xiàn)出“蛋盒”結(jié)構(gòu)。在光輻射和過(guò)氧化氫存在的條件下，催化劑微球能夠使染料發(fā)生脫色反應(yīng)，并且催化劑微球表面鐵離子數(shù)量越多，其催化活性越高。與催化劑FS相比，催化劑FCS具有更高的催化活性；催化劑用量的增加和光輻射的增強(qiáng)都可以提高染料的脫色率；適當(dāng)?shù)倪^(guò)氧化氫的用量可以促進(jìn)染料的脫色反應(yīng)；染料的濃度越高，其脫色率越低；染

4、料溶液中的無(wú)機(jī)鹽也會(huì)對(duì)其脫色反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用；兩種催化劑在堿性條件下仍能促進(jìn)染料的脫色反應(yīng)，尤其以催化劑FCS更為突出并且具有更好的重復(fù)利用性能。染料的非均相脫色反應(yīng)可以用假一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型來(lái)描述，并且光輻射強(qiáng)度的減弱、染料濃度的提高以及溶液中無(wú)機(jī)鹽的存在都會(huì)使染料脫色反應(yīng)的速率降低。另外，活性紅MS和活性藍(lán)B的脫色反應(yīng)也符合Langmuir-Himshelwood動(dòng)力學(xué)模型。催化劑不僅可使染料發(fā)生脫色反應(yīng)，而且能使其芳香環(huán)結(jié)構(gòu)遭到破