均苯三酸类金属配合物用于染料废水脱色的研究

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印染废水是排放量巨大的工业废水,研究快速、高效地处理染料废水的方法具有重要的实用价值。与诸多常用处理方法相比,生物酶法降解染料对环境更友好。一些特定结构的金属配合物具有潜在的酶学特性,但是比生物酶更稳定,更容易保存,所以设计合成金属配合物用来模拟漆酶及一些含金属氧化酶催化氧化染料的降解,为解决含染料废水的处理提供了新技术。本文首先采用水热法将H3BTC(L1)、H3BTB(L2)两种配体与钴、锰金属离子进行配位,合成了四种金属配合物:Co-L1,Mn-L1,Co-L2和Mn-L2。经红外分析(IR)、元素分析(EA)与原子发射光谱分析(ICP)对所制备的金属配合物进行了表征与分析。在此基础上,将配合物用于催化过氧化氢脱色活性艳兰KN-R。研究了双氧水浓度、催化剂浓度、温度以及染料初始浓度对脱色率的影响,并进行了配合物催化剂的循环使用研究。实验结果表明,在室温下四种配合物都具有优异的催化脱色性能:Co-L1,Co-L2,Mn-L2在过氧化氢浓度为5mmol/L就能够高效的催化脱色,而Mn-L1高效催化脱色需要过氧化氢浓度为10mmol/L;Co-L1,Mn-L1要比Co-L2,Mn-L2达到脱色平衡的时间要短,Mn-L1的脱色平衡时间最短为1.5h。这四种配合物作为非均相催化剂,实验结束后,依然可以循环使用。虽然脱色率随着循环次数的增大而不断减小,但第三次使用时四种配合物的脱色率仍能达到70%以上。因此,此种染料废水处理方法,无论是从脱色效果,还是节约资源方面,都拥有广阔的应用前景。
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