Mo系Keggin型結(jié)構雜多酸鹽的合成、表征及對染料廢水的催化氧化特性.pdf

1、染料廢水是一種典型的高色度工業(yè)廢水，具有排水量大，有機物濃度高，成分復雜，毒性強，生化降解性差的特點，因此處理達標難度大，其高效處理方法的研究與開發(fā)一直是國內(nèi)外環(huán)境工程界的熱點之一。針對染料廢水的處理，論文開展了雜多酸鹽催化氧化工藝的應用基礎研究。
　　 雜多酸鹽是一類含氧橋的多核無機高分子化臺物，是由中心原子(P、Si、As、Ge等)和配原子(如Mo、V、W 等)以一定結(jié)構通過氧原子配位橋聯(lián)而成的含氧多元酸的總稱。按其陰離子結(jié)

2、構可分為Keggin、Dawson、Anderson、Waugh和Silvertong等五種類型。由于其獨特的籠型結(jié)構所致的“擬液相”特性，使催化反應不僅能在表面上進行，而且同時在其體相內(nèi)進行，因此雜多酸鹽的催化活性較高，選擇性好。雜多酸既可以作為酸催化又可以作為氧化催化劑。
　　 論文采用水溶液合成法制備了1：11系列Keggin型Nas(6)[X(ZnMo11O39)]·nH2O(X=Fe，Ni，Ce，Mn和Zn)，首先通過

3、感應耦臺等離子體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES)對合成的五種雜多酸鹽中主要元素的摩爾比進行分析，然后通過熱重分析/差熱分析法(TGA/DTA)對合成的產(chǎn)物的耐熱性進行分析，并確定每種雜多酸鹽配位結(jié)晶水分子數(shù)，隨后再通過紅外光譜(IR)、X射線衍射(XRD)、紫外光譜(UV)對雜多酸鹽的結(jié)構進行表征，最后通過描電鏡(SEM)對晶體形狀進行分析。分析結(jié)果表明，合成的雜多酸鹽催化劑中主要的元素X、Zr和Mo滿足1：1：11的關系，具有比較高的

4、熱穩(wěn)定性，結(jié)合的結(jié)晶水分別為19、20、16、19和20，都具有Keggin結(jié)構的典型特征，具有比較好的晶體結(jié)構。
　　 以酸性綠B為目標污染物配制模擬染料廢水，運用合成的雜多酸鹽作為催化劑進行實驗，研究了紫外光、超聲以及在紫外光和超聲聯(lián)合作用下，雜多酸鹽對酸性綠B的催化氧化降解效果。酸性綠B結(jié)構中的苯環(huán)、萘環(huán)以及偶氮等官能團均屬于難降解官能團，是印染廢水中的代表性污染物。實驗結(jié)果表明：(1)在紫外光作用下，Na6[NiZrMo

5、11O039]·20H2O對AGB染料廢水的光催化降解率可達92.64％，優(yōu)于其它金屬離子雜多酸鹽，說明鎳離子雜多酸鹽具有良好的光催化特性；(2)在超聲作用下，Na5[FeZrMo11O39]·19H2O對AGB染料廢水的超聲降解率可達96.08％，優(yōu)于其它金屬雜多酸鹽，說明鐵離子雜多酸鹽具有良好的超聲降解特性；
　　 (3)除Na6NiZrMo11O39]·20H2O外，其它四種雜多酸鹽對AGB染料廢水的超聲降解效果都優(yōu)于光催

6、化效果；
　　 (4)在這五種雜多酸鹽中，Nas[CeZrMo11O39]·16H2O的降解效果最差，這主要是因為處于鑭系的鈰原子雜多酸鹽不具有蜂窩狀的結(jié)構；
　　 (5)對于五種雜多酸鹽，紫外光和超聲聯(lián)臺作用下對AGB染料廢水的降解效果雖均優(yōu)于單一作用下的降解效果，但協(xié)同作用并不明顯。
　　 論文開展了紫外和超聲作用下雜多酸鹽對AGB染料廢水降解的反應動力學特性研究，發(fā)現(xiàn)無論哪種雜多酸鹽，在紫外光或超聲作用下的