Au-Fe3O4構建的非均相Fenton體系處理難降解有機物的研究.pdf

1、高級氧化技術中的Fenton技術以其高效的反應速率、徹底的氧化程度以及易于操作等優(yōu)勢在水處理領域日漸受到更廣泛的重視與越來越多的實際應用,但是傳統(tǒng)Fenton技術在處理有機污染物的實際應用中難以避免諸如產鐵泥量大、鐵泥絮體去除難、氧化劑消耗多和催化劑流失浪費等弊端,因此亟需對傳統(tǒng)Fenton技術進行改造,開發(fā)出一種新型Fenton體系使之既具有Fenton法的強氧化和高效率等功能又能回避上述傳統(tǒng)Fenton技術的主要缺陷。本課題在國家自

2、然基金課題“納米顆粒在污水中動態(tài)表面特性及對生物處理系統(tǒng)影響機制研究”(51078102)的資助下,制備了納米級金負載的四氧化三鐵催化劑,并以此催化劑構建非均相Fenton體系,考查該體系對難降解有機污染物的反應效率、反應規(guī)律等,并在充分的實驗研究基礎上探討其反應機理。
　　本研究使用新型共沉法制備金復載的四氧化三鐵催化劑Au-Fe3O4,通過對此催化劑進行XRD、BET及VSM表征,分析了催化劑的物相組成,得到了催化劑比表面積及

3、平均孔徑的相關信息并證明此催化劑具有稍弱于Fe3O4的良好鐵磁性質,通過外加磁場可實現(xiàn)回收。實驗中制備不同比例金復載的催化劑并根據催化降解效率等情況確定1.0wt％金復載催化劑為最優(yōu)。
　　將催化劑應用到非均相Fenton系統(tǒng),進行了一系列實驗對其催化降解頑固有機物的能力進行考查。首先采用對硝基苯酚(PNP)作為目標物,研究Au與非均相Fenton協(xié)同催化的優(yōu)勢,發(fā)現(xiàn)反應30min內即可實現(xiàn)底物大于90%的轉化反應,90min獲得

4、大于65%的TOC去除;研究了不同反應條件(如pH值、H2O2投量、催化劑劑量等)對催化效率的影響,認為底物轉化效率在酸性條件下顯著但過酸條件下如pH=2.0時則受到抑制,在一定范圍內隨H2O2濃度的升高而加快,H2O2與PNP摩爾比為20:1時降解效果最好;PNP初始濃度介于1.0mg/L至200mg/L之間的幾組實驗證明此體系催化劑可有效處理一定濃度范圍的有機物等;實驗中對羅丹明B的降解也進行了研究,亦獲得良好降解效果;回收實驗發(fā)現(xiàn)