鎢系雜多酸鹽催化降解染料廢水性能研究.pdf

1、染料廢水是目前最難降解的工業(yè)有機廢水之一。該水體中含有大量色度高、透光度低、難于生化降解的有機染料分子，對水中生物的生存有著嚴重的影響。此外，由于部分染料分子具有致癌的能力，會給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來巨大的危害，所以對這類廢水的有效處理刻不容緩。
　　本論文采用經(jīng)典酸化法制備了三種Keggin型過渡金屬雜多酸鹽十一鎢鋯酸鈉Na5(6)[XZrW11O39]·nH2O(X=Fe和Ni，以下簡寫成XZrW)和Na13[Ce(ZrW11

2、O39)2]·nH2O(以下簡寫成CeZrW)。利用同步熱分析儀(TGA/DSC)對所合成的三種鎢系雜多酸鹽的熱穩(wěn)定性進行了分析，并計算出每一種雜多酸鹽絡(luò)合結(jié)晶水分子的數(shù)目。分析結(jié)果表明，合成的三種鎢系雜多酸鹽催化劑均具有良好的熱穩(wěn)定性，其對應(yīng)的絡(luò)合結(jié)晶水的數(shù)目分別為23、20和55。通過紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、紫外光譜(UV)等多種表征的手段對雜多酸鹽的結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)進行相關(guān)的表征，表征的結(jié)果說明了合成的三種物質(zhì)都

3、具備典型Keggin結(jié)構(gòu)的特征。
　　酸性墨綠結(jié)構(gòu)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，是染料廢水中的代表性污染物。本實驗以酸性墨綠為目標污染物配制模擬染料廢水，以合成的三種鎢系雜多酸鹽作為催化劑，研究了在超聲波的輻射下，雜多酸鹽對酸性墨綠模擬染料廢水的催化氧化降解效果。實驗結(jié)果表明:1）合成的三種雜多酸鹽催化劑中，NiZrW雜多酸鹽的催化性能最優(yōu)，降解率最高達95.65％，而FeZrW雜多酸鹽的催化性能最弱;2）在實

4、驗中可以發(fā)現(xiàn)，染料溶液中加入FeZrW雜多酸鹽反而會導(dǎo)致降解效果不及空白試驗;3）雜多酸鹽的投加量、染料溶液的初始pH值和初始濃度、超聲的頻率以及功率等因素對染料廢水的降解效果均有一定的影響;4）同時，實驗研究了在超聲輻射下，三種合成的鎢系雜多酸鹽對不同濃度該染料廢水降解的反應(yīng)動力學(xué)，結(jié)果表明各擬合直線擬合相似度(R2)都在0.96以上，具有較高的相似度，所以，在超聲的作用下鎢系雜多酸鹽降解酸性墨綠染料廢水的過程中符合一級反應(yīng)動力學(xué)模型