高铁酸盐的合成及在氧化降解DNBP中的应用

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2-仲丁基-4,6-二硝基苯酚(DNBP)是被广泛使用的杀虫剂、除草剂和烯烃基芳香族化合物的阻聚剂。在DNBP的生产过程中会产生大量毒性较大且难于降解的硝基酚类有机废水,不但对环境造成了严重破坏,而且抑制了企业的可持续发展。目前关于DNBP废水处理的研究很少,而且传统水处理剂在水处理过程中很容易形成二次污染。本文首次尝试利用高铁酸钾这种集氧化、消毒、吸附、絮凝、助凝、杀菌、去污为一体的新型、高效、安全、多功能的水处理剂氧化降解DNBP有机废水,以弥补传统水处理药剂的不足,为难降解有机废水的处理提供新的、环境友好的方法和路线。本论文在参阅国内外文献的基础上研究了Fe(Ⅵ)氧化剂高铁酸钾的制备方法、稳定性及其对DNBP废水的氧化降解,全文的研究工作主要包括以下三个部分:第一部分考察了高铁酸钾氧化剂的制备方法。在参阅国内外文献的基础上提出了改进的次氯酸盐法,用氢氧化钾、硝酸铁、氯气等为原料制备了高纯度的K2FeO4化合物,合成的K2FeO4化合物纯度达到98.5%。借助X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)以及热重-差热仪(TG-DTA)等分析测试手段对所合成的Fe(Ⅵ)化合物进行了表征。第二部分对氧化剂Fe(Ⅵ)的稳定性进行了研究。实验结果表明,高铁酸钾氧化剂在水溶液中的稳定性随着浓度的降低而升高,随着pH值的升高、温度的降低而升高。同时对溶液中不同离子的影响进行了研究,发现加入氯酸钾能够显著提高高铁酸钾的稳定性。第三部分研究了氧化剂Fe(Ⅵ)在氧化处理DNBP有机废水中的应用。结果显示,当温度30℃、反应时间2h、反应介质pH=6.5的条件下,改变K2FeO4加入量,反应随着氧化剂高铁酸钾用量的增加,DNBP的去除率不断增大,当质量比为22/1时,DNBP的去除率达到了95%以上。同时考察了氧化剂对CODcr的影响,发现高铁酸钾的投加对DNBP溶液的CODcr有明显的去除作用。当高铁酸钾投加量比为2/1时,溶液的CODcr从原来的20mg/L降到18mg/L,当高铁酸钾投加量比为22/1时,CODcr低于3mg/L,达到排放标准。
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