活性艳红X3B在富铁蒙脱石悬浮液中的光催化降解研究

论文摘要

本文研究了活性艳红染料X3B在蒙脱石悬浮液中的光降解、在蒙脱石和草酸混合悬浮液中的光降解过程及反应机理。首先,本文研究了在15 W低压紫外灯（λ= 254 nm, I = 48.4μW/cm2）照射下,活性艳红染料X3B在富铁蒙脱石（2.24% Fe2O3）悬浮液中的光降解。反应中用羟基自由基猝灭剂叔丁醇检测到了羟基自由基（·OH）的产生,并且证明了是羟基自由基导致了活性艳红染料X3B的降解。蒙脱石悬浮液中溶解的自由态Fe离子,蒙脱石结构中的结构态Fe以及蒙脱石受激纳米表面对羟基自由基（·OH）的形成有贡献。低pH值对反应十分有利。当蒙脱石的投加浓度在02.0 g/L范围内时,X3B的去除率随着蒙脱石的投加浓度的增加而增加。由于高浓度的蒙脱石将散射掉更多的紫外光、反应液的透光性下降等原因,更高的投加浓度（如5.0 g/L）将抑制·OH的产生。蒙脱石的重复利用率较高,X3B的去除率没有因为蒙脱石的重复利用而有明显下降。其次,本文研究了在15 W低压紫外灯（λ= 254 nm, I = 48.4μW/cm2）照射下,活性艳红染料X3B在富铁蒙脱石（2.24% Fe2O3）和草酸钠混合悬浮液中的光降解,并得到了基本相同的规律。草酸盐的加入对X3B在富铁蒙脱石悬浮液中的光降解起到了促进作用。蒙脱石和草酸钠混合悬浮液中溶解的自由态Fe离子,蒙脱石结构中的结构态Fe,蒙脱石受激纳米表面,草酸铁络合物的均相和异相光催化对羟基自由基（·OH）的形成有贡献。草酸钠的投加量在0～4g/L的范围内时,由于形成的草酸铁随草酸盐的投加量增多,X3B降解率也随之增大,由于草酸钠本身具有还原性以及MMt/草酸盐的配比决定了Fe（III）-草酸盐配合物的形态分布的原因,当草酸盐投加量超过4g/L时,X3B的去除率反而下降。当MMt重复利用时,其光催化活性较没有草酸盐存在时有所下降。本研究表明在水处理领域,富铁蒙脱石是一种潜在的有效的光催化剂,MMt/UV工艺能对印染废水进行有效的降解,草酸盐的加入对降解过程有促进作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 染料废水治理技术概述
• 1.2 光催化氧化技术概述
• 1.3 蒙脱石介绍
• 1.4 本文主要研究内容、创新点和科学意义
• 2 X3B在蒙脱石悬浮液中的光降解
• 2.1 实验部分
• 2.2 结果和讨论
• 2.3 降解机理研究
• 2.4 结论
• 3 X3B在蒙脱石和草酸混合悬浮液中的光降解
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果和讨论
• 3.4 降解机理研究
• 3.5 结论
• 4 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文