二氧化氯催化氧化处理有机废水及光谱分析

论文摘要

本论文主要研究了催化剂制备、二氧化氯催化氧化处理酸性铬蓝K和碱性品红两种高浓度有机废水,并利用紫外、红外和在线红外对废水进行了光谱分析。根据过渡金属及其氧化物能用于催化氧化反应,选取了Mn（NO3）2、Fe（NO3）3、Ni（NO3）2、Cu（NO3）2和Zn（NO3）2五种常用的硝酸盐作为浸渍液,活性炭为载体,通过浸渍法制备催化剂。通过对酸性铬蓝K和碱性品红两种废水的处理实验研究寻求最佳的活性组分和制备工艺。实验结果表明：在焙烧温度300℃下焙烧时间4h,制备得到的活性炭-MnO2型催化剂,用于二氧化氯催化氧化处理酸性铬蓝K废水催化活性最高。在焙烧温度400℃下焙烧时间3h,制备得到的活性炭-（MnO2-Fe2O3-NiO）型催化剂,用于二氧化氯处理碱性品红废水催化活性最高。对于CODCr为2418mg／L的酸性铬蓝K废水,在最佳pH值为1.2,经1200mg／L二氧化氯和4g活性炭-MnO2催化剂催化氧化50min后,CODCr去除率和脱色率分别为72.0%和87.8%。并且对水样CODCr去除率,催化氧化法比化学氧化法提高42.6%。所制备的催化剂循环使用8次后,以CODCr去除率权衡催化剂的活性,催化剂活性仅降低10.5%。经红外光谱分析,催化剂有效成份二氧化锰与活性炭载体之间是以化学键相连,不是简单的机械混合。通过在线红外光谱的机理分析表明：酸性铬蓝K经化学氧化或催化氧化后,分子中苯环和萘环被氧化降解为醌和羧酸,并进一步降解为二氧化碳和水。对于CODCr为2680mg／L的碱性品红废水,在最佳pH值为1.2,经1500mg／L二氧化氯氧化40min后,CODCr去除率和脱色率分别为42.9%和70.7%。并且对水样CODCr去除率,TiO2催化氧化法和活性炭-（MnO2-Fe2O3-NiO）催化氧化法比化学氧化法分别提高35.0%和48.5%。所制备的催化剂循环使用9次后,以CODCr去除率权衡催化剂的活性,催化剂活性仅降低2.9%。通过在线红外光谱的机理分析表明：碱性品红经化学氧化或催化氧化后,分子中苯环被氧化降解为醌和羧酸,并进一步降解为二氧化碳和水。研究表明,二氧化氯催化氧化法是一种新型高效的处理难降解废水技术,有着广阔的应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 催化氧化法的研究进展
• 1.2 催化氧化催化剂的制备方法
• 1.3 二氧化氯催化氧化降解有机废水的研究进展
• 1.4 当前存在的问题
• 1.5 本论文的主要研究内容及创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 试剂、仪器及评价方法
• 2.2 催化剂的制备
• 2.3 二氧化氯处理酸性铬蓝K模拟废水的实验研究
• 2.4 二氧化氯处理碱性品红模拟废水的实验研究
• 第三章 催化剂的制备
• 3.1 活性组分
• 3.2 处理酸性铬蓝K模拟废水催化剂的选择
• 3.3 处理碱性品红模拟废水催化剂的选择
• 第四章 二氧化氯催化氧化处理酸性铬蓝K模拟废水
• 4.1 工艺条件的影响
• 4.2 光谱分析及机理初探
• 第五章 二氧化氯催化氧化处理碱性品红模拟废水
• 5.1 工艺条件的影响
• 5.2 光谱分析及机理初探
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
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