催化臭氧氧化工藝中粉煤灰基催化劑的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、本文采用粉煤灰為載體，金屬氧化物為活性組分制備催化劑，并將其運(yùn)用到催化臭氧氧化工藝中，粉煤灰本身是一種固體廢棄物，可以達(dá)到以廢治廢的目的。
　　首先，選擇合適的粉煤灰改性方法，而后選擇對(duì)臭氧分解效果較好的活性組分，制備出催化效果較好的催化劑，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定制備催化劑的最佳條件；采用SEM和BET等對(duì)催化劑進(jìn)行表征，對(duì)催化劑進(jìn)行定性和定量分析，并對(duì)催化劑的吸附性能進(jìn)行研究。將催化劑運(yùn)用到催化臭氧氧化工藝處理實(shí)際廢水，考察反應(yīng)過(guò)程中

2、不同因素對(duì)體系處理效果的影響，確定最佳工藝條件。研究催化劑催化臭氧氧化的動(dòng)力學(xué)，并初步探討其反應(yīng)機(jī)理。
　　通過(guò)本文的研究，得出以下結(jié)論：
　?。?）確定硫酸改性為粉煤灰載體的最佳改性方法；MnO2/粉煤灰催化劑具有比較高的催化活性；正交實(shí)驗(yàn)得出催化劑的最佳制備條件：活性組分負(fù)載量為2wt％，浸漬時(shí)間為20h，煅燒溫度為400℃，煅燒時(shí)間為4h；從SEM拍攝的圖片看出MnO2已分散在粉煤灰表面，掃描電鏡自帶的能譜附件進(jìn)行成分

3、分析，反應(yīng)前后催化劑中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為18.80%和1.96%。
　?。?）選取印染廠的二級(jí)出水為研究對(duì)象，并用MnO2/粉煤灰催化劑催化臭氧氧化進(jìn)行處理。單因素優(yōu)化試驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定催化臭氧化處理印染廢水的最佳處理?xiàng)l件為：反應(yīng)時(shí)間為60min，初始pH值為7.7，催化劑投加量為8g/L，臭氧輸出體積分?jǐn)?shù)為40%。催化臭氧氧化體系較于單獨(dú)臭氧氧化體系處理印染廢水具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，COD去除率從單獨(dú)臭氧氧化的43.05%提高

4、到75.07%；
　　（3）通過(guò)對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究，在不同影響因素下的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)催化臭氧化反應(yīng)均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程；
　?。?）采用阿累尼烏斯方程測(cè)定了單獨(dú)臭氧氧化和催化臭氧氧化體系的活化能分別為25.45KJ/mol和15.17KJ/mol，說(shuō)明在引入催化劑的情況下，反應(yīng)所需的活化能降低，也就證明了催化劑起到了催化作用；
　?。?）采用鄰二氮菲-Fe（Ⅱ）光度法間接測(cè)定單獨(dú)臭氧體系和臭氧/催化劑體系的羥