超声波促进Fenton法降解甲基橙溶液的研究

论文题目: 超声波促进Fenton法降解甲基橙溶液的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 环境工程

作者: 郭勇

导师: 陶长元,陈洪

关键词: 超声波,试剂,甲基橙,偶氮染料

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 超声波化学是化学、化工的一个新的分支。超声波作用能强化质量、热量传递和化学反应，提高过程速率。 据不完全统计，全国印染废水排放量约为每天300～400万吨。染料废水色度高、可生化性差、组分复杂，很难经济有效地用传统的废水处理方法进行处理。因此，针对染料废水的非常规处理的理论基础、方法和技术的研究，已成为人们所关注的热点问题之一。本文以典型的偶氮染料甲基橙为对象，开展了超声波促进Fenton法催化氧化降解甲基橙溶液的可行性研究。 论文较系统地研究了超声波促进Fenton法催化氧化降解甲基橙溶液的影响因素及其降解机理，研究工作表明： ①超声波与Fenton试剂联合作用降解甲基橙溶液时，能在较短的时间内使其中的大部分有机物矿化而脱色，而在超声波单独作用下则达不到相同的效果。这是因为超声空化效应在水中产生的·OH自由基的数量有限，而Fenton试剂在水中产生的大量的·OH自由基弥补了这一不足。 ②超声波促进Fenton法催化氧化降解甲基橙溶液时，硫酸根离子的生成规律与甲基橙的降解规律是一致的，但硫酸根离子的生成率明显小于甲基橙的脱色率。这说明甲基橙的催化降解反应可能是多步骤进行的，脱色反应处在较前步骤中，脱磺酸基反应处在较后步骤中，中间可能存在速率的控制步骤，从而影响脱磺酸基的速率，最终表现为甲基橙的脱色率大于硫酸根离子的生成率。 ③分别研究了超声波、Fenton试剂、超声波-Fenton试剂作用下甲基橙溶液的脱色和COD去除行为。结果表明，超声波单独作用于甲基橙溶时，几乎没有脱色效果；Fenton试剂单独作用于浓度为400mg／L的甲基橙溶液30min，甲基橙溶液色度去除率为67.51％，COD去除率为63.15％；而超声波和Fenton试剂共同作用时，甲基橙溶液色度去除率达86.91％，COD去除率达80.32％。超声波与Fenton试剂对甲基橙溶液的降解脱色和COD去除具有协同作用。Fenton试剂脱色强酸性甲基橙溶液是氧化反应，而在pH＞5时，是还原反应。通过紫外—可见光谱分析可知，甲基橙的最大吸收波长为490nm。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 前言

1.1 超声波化学的发展历程

1.2 超声波化学的研究与应用进展

1.3 超声波的作用机理

1.3.1 超声空化理论

1.3.2 超声自由基理论

1.4 超声波在染料废水处理中的应用

1.4.1 超声波在水处理中的应用

1.4.2 超声波处理染料废水的研究进展

1.5 高级氧化技术及在染料废水处理中的应用

1.6 论文研究思路及意义

1.7 研究的主要内容

2 实验部分

2.1 实验试剂及仪器

2.2 实验方法

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 甲基橙吸收标准曲线的绘制

2.3.2 单独超声波对甲基橙溶液脱色的影响

2.3.3 Fenton试剂对甲基橙溶液的脱色

2.3.4 pH值对甲基橙溶液脱色的影响

2.3.5 甲基橙浓度对甲基橙溶液脱色的影响

2.3.6 pH值对甲基橙溶液硫酸根离子生成速率的影响

2.4 本章小结

3 超声波促进Fenton试剂催化降解甲基橙溶液的机理探讨

3.1 超声波作用机理

3.2 Fenton试剂催化降解甲基橙溶液的机理

3.2.1 高级氧化技术的特点

3.2.2 高级氧化技术机理

3.2.3 Fenton试剂体系

3.2.4 Fenton试剂处理甲基橙溶液的动力学研究

3.3 超声促进Fenton试剂催化降解甲基橙溶液的机理的实验研究

3.3.1 超声波促进Fenton试剂降解甲基橙溶液的机理的实验研究

3.3.2 甲基橙催化降解机理

3.4 本章小结

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-06

参考文献

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