CuO/ZSM-5活化过硫酸盐降解印染尾水中苯胺的研究

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随着社会经济的发展,来源广泛、污染危害严重的苯胺废水的治理问题越来越受到关注。湿式催化氧化法由于具有能够彻底降解废水中胺类、成本低廉、流程简单等优点而备受亲睐,常被用来处理浓度较高的的含胺废水。传统的芬顿氧化法虽可在常温条件下催化降解含胺废水,但该方法大量消耗过氧化氢,且Cu2+在反应系统中以可溶盐的形式存在,二次污染严重,而且催化剂还会产生严重的流失现象。基于此,本研究通过采用湿式催化氧化方法将铜氧化物负载在分子筛上,非均相活化过硫酸盐使其能够高效地降解苯胺废水,希望可以解决传统工艺的催化剂流失与二次污染的问题,同时取得较高的苯胺降解效率。本研究主要内容与结果如下:1.Cu O活化过硫酸盐降解苯胺的研究。以化学沉淀法制备了Cu O催化剂,通过X射线衍射等手段对其结构性质进行表征。在常温条件下,研究了不同过硫酸盐投加量、催化剂投加量、初始p H值和苯胺原水浓度等因素,对苯胺废水降解效果的影响。结果表明,当催化剂投加量为1.0g/L、过硫酸盐投加量为1.5g/L、初始p H为9.0时,常温下反应60min,苯胺去除率可达65%以上,相应COD去除率可达72%。催化反应动力学表明对苯胺废水的降解产生主导作用的是·OH和SO4-·自由基。用GC-MS对反应前后水样进行检测,发现体系中大部分的苯胺被降解为对苯醌、邻苯二甲酸及邻苯二甲酸脂类。并在最优反应条件下微波辅助后,苯胺降解率达99.03%。2.制备Cu O/ZSM-5复合型催化剂。ZSM-5沸石分子筛因其具有较高的吸附性能,热稳定性优良以及绿色环保的特性是最合适的催化剂载体之一。本研究采用浸渍法以Cu SO4·5H2O为前驱体,将Cu O负载于ZSM-5上,制备了Cu O/ZSM-5催化剂。并通过扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱等手段对材料的结构性质进行表征。3.Cu O/ZSM-5活化过硫酸盐降解印染尾水中苯胺的研究。以模拟印染废水(甲基橙、活性蓝4和苯胺)中苯胺为目标处理物,在紫外光照射的条件下,研究了不同催化剂投加量、过硫酸盐投加量、初始p H值和染料初始浓度等因素在常温条件下,对降解效果的影响。结果表明当催化剂投加量为1.5g/L、过硫酸盐投加量为1.0g/L、初始p H为3时,苯胺去除率可达97.7%,Cu O/ZSM-5光催化体系的动力学遵循Langmuir-Hinshelwood方程,苯胺的速率常数为0.021360.04753min-1
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