高级氧化法降解次甲基蓝染料废水

论文摘要

随着纺织印染业的蓬勃发展,每年我国印染废水排放量超过1700,000,000m3。废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,对水生生物和微生物造成影响,不利于水体自净,同时造成视觉上的污染,给环境构成较大破坏。由于染料品种的变化以及化学浆料的大量使用,使废水含难生物降解的有机物,可生化性差,因此,印染废水是一种较难处理的工业废水。高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes,AOPs）是众多的处理废水方法中是一项技术热点,AOPs反应机理目前普遍认为是自由基氧化机理,即利用复合氧化剂、光照射、电或催化剂等作用,诱发产生多种形式的强氧化活性物质（·OH、HO2·、过氧离子等）,尤其是·OH,几乎无选择性地与废水中的任何有机污染物反应,彻底氧化污染物为CO2、H2O或矿物盐.本文采用多相催化氧化和电化学法两种高级氧化技术处理次甲基蓝印染废水.论文的研究内容之一是以水中溶解氧气为氧化剂,以CuO-MoO3-P2O5为催化剂进行的高级氧化法处理次甲基蓝染料废水.使用全自动X射线衍射仪,扫描电镜、红外可见分光光度计及X射线光电子能谱对CuO-MoO3-P2O5催化剂的结构、形貌、金属价态分布及性能作出评估.并以次甲基蓝染料废水为例评价了CuO-MoO3-P2O5催化剂的活性,选择性和寿命.X射线光电子能谱表明反应后的CuO-MoO3-P2O5催化剂中铜以两种不同价态存在（氧化亚铜和氧化铜）,两种离子的摩尔比为40.14:59.86。与反应前全是Cu2+相比,表明铜参与了脱色过程。催化活性实验表明,CuO-MoO3-P2O5催化剂对降解次甲基蓝印染废水有良好的效果.论文的研究内容之二是以水中溶解氧气为氧化剂,以FeOx-MoO3-P2O5（x=1 or 1.5）为催化剂进行的高级氧化法处理次甲基蓝染料废水.使用全自动X射线衍射仪及X射线光电子能谱仪对FeOx-MoO3-P2O5（x=1 or 1.5）催化剂的颗粒大小及金属价态分布进行测试.全自动X射线测试表明,Fe2O3-MoO3-P2O5（0%淀粉）的晶粒大小是93.26 nm,而FeOx-MoO3-P2O5（25%淀粉）的晶粒大小是25.396nm。因此,随着加入淀粉量的增加,晶体颗粒变小。通过正交法设计实验优化了高级氧化过程。并用方差分析的方法确定最佳实验设计参数组合。方差分析结果表明溶液的浓度是影响降解的主要因素,所以必须将它控制在最好水平上.催化剂的量是影响降解过程的次要因素。论文的研究内容之三是在研究三维电极的基础上,添加Fe改性高岭土催化剂,从而在单位时间内产生大量的中间氧化性物种,加速催化降解次甲基蓝染料废水。通过对各种影响电化学高级氧化有机废水处理效果的因素如电流密度,pH值等进行研究,期望得到降解次甲基蓝染料废水的最佳参数。实验结果表明,溶液的初始pH值明显影响电化学降解效率。在pH=5时,COD去除率达到96.43%。然而在高的pH,COD降解率下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 有机废水的处理方法
• 1.1.1 物化方法
• 1.1.2 生化法
• 1.2 高级氧化法降解废水技术
• 1.2.1 光催化氧化法
• 1.2.2 湿式催化氧化法
• 1.2.3 三维电极的电催化氧化法的机理及分类
• 1.2.4 超临界水氧化法
• 1.2.5 均相催化氧化法
• 1.2.6 多相催化氧化法
• 1.3 论文的研究方案
• 1.4 论文的创新点及意义
• 3-P₂O₅高级氧化降解次甲基蓝废水'>第2章 CuO-MoO_3-P₂O₅高级氧化降解次甲基蓝废水
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 仪器和试剂
• 3-P₂O₅催化剂的制备'>2.1.2 CuO-MoO_3-P₂O₅催化剂的制备
• 2.1.3 实验步骤及分析方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 催化剂的结构表征
• 2.2.2 催化评价
• 2.3 本章小结
• 3-P₂O₅高级氧化降解次甲基蓝废水'>第3章 FeOx-MoO_3-P₂O₅高级氧化降解次甲基蓝废水
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 仪器和试剂
• 3-P₂O₅（x=1 or 1.5）的制备'>3.1.2 FeOx- MoO_3-P₂O₅（x=1 or 1.5）的制备
• 3.1.3 分析方法
• 3.1.4 实验步骤
• 3.2 催化剂的性质
• 3.2.1 XRD
• 3.2.2 XPS
• 3-P₂O_s对降解效果的影响'>3.3 FeOx-MoO_3-P₂O_s对降解效果的影响
• 3.3.1 铁含量对降解效果的影响
• 3.3.2 UV和IR图
• 3-P₂O₅（25%淀粉）催化剂XPS分析'>3.4 反应前后FeOx-MoO_3-P₂O₅（25%淀粉）催化剂XPS分析
• 3.5 正交分析
• 3.5.1 实验数据分析
• 3.5.2 方差分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 铁改性高岭土的制备及其在电化学催化氧化次甲基蓝染料废水中的应用
• 4.1 仪器和试剂
• 4.1.1 仪器
• 4.1.2 试剂
• 4.2 实验装置图
• 4.3 多相电催化氧化体系处理各种模拟废水的条件试验
• 4.4 测定方法
• 4.5 催化剂的制备
• 4.6 结果与讨论
• 4.6.1 催化剂的XRD图谱
• 4.6.2 反应条件的变化对降解效果的影响
• 4.7 小结
• 第5章 总结和建议
• 5.1 总结
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间科研成果