海藻酸異金屬催化劑的制備及其在偶氮染料降解中的應(yīng)用.pdf

1、為了克服均相光Fenton反應(yīng)在處理實(shí)際廢水的過(guò)程中存在局限性，如pH值的應(yīng)用范圍較窄(2-5)，催化劑易流失且造成二次污染等。本論文選用兩種金屬離子與海藻酸鈉進(jìn)行配位制備海藻酸異金屬非均相光Fenton反應(yīng)催化劑。一種是海藻酸鈣一鐵微球型催化劑(簡(jiǎn)稱為FeCaA類催化劑)，它是將海藻酸鈉先與氯化鈣反應(yīng)得到海藻酸鈣微球(CaA)，再使CaA與氯化鐵反應(yīng)制得的；另一種是海藻酸鐵.銅微球型催化劑(簡(jiǎn)稱為CuFeA類催化劑)，它是使海藻酸鈉同

2、時(shí)與氯化鐵和硫酸銅反應(yīng)得到的。在對(duì)兩類催化劑的質(zhì)量以及直徑進(jìn)行測(cè)定的基礎(chǔ)上，對(duì)其表面Fe3+和Cu2+的含量進(jìn)行了分析，然后使用環(huán)境掃描電鏡(ESEM)和傅立葉紅外光譜(FT-IR)對(duì)其表面形貌進(jìn)行表征，并考察了其催化活性及其機(jī)械穩(wěn)定性。在光輻射和過(guò)氧化氫存在的條件下，將FeCaA類催化劑分別應(yīng)用于活性紅195和酸性黑234的氧化降解反應(yīng)中，研究了催化劑表面Fe3+含量、催化劑用量、輻射光強(qiáng)度、過(guò)氧化氧濃度、染料濃度和pH值等因素對(duì)染料

3、脫色率的影響以及其與染料降解反應(yīng)速率常數(shù)之間的關(guān)系，并考察了催化劑的重復(fù)利用性能，最后借助紫外—可見(jiàn)光譜(UV-VIS)和總有機(jī)碳(TOC)測(cè)定分析了染料的降解過(guò)程。
　　 結(jié)果表明，在pH為5.5-6條件下，增大氯化鐵濃度以及延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間都有利于FeCaA類催化劑表面Fe3+含量的增加，且溫度升高有利于反應(yīng)的進(jìn)行，但反應(yīng)對(duì)溫度的依賴性不大。ESEM和FT-IR分析表明，在兩類催化劑的表面，海藻酸鈉分子的羥基和羧基與金屬離子發(fā)生

4、配位反應(yīng)，使Fe3+固定在催化劑表面。在輻射光和過(guò)氧化氫存在的條件下，F(xiàn)eCaA類催化劑的加入使兩種染料的氧化降解反應(yīng)速度明顯加快，并且催化劑表面Fe3+含量越高，其催化活性越高；催化劑用量的增加和輻射光的增強(qiáng)都可以提高染料的脫色率；適當(dāng)?shù)倪^(guò)氧化氫的用量可以促進(jìn)染料的降解反應(yīng)；染料的濃度越高，其脫色率越低；且CuFeA類催化劑在堿性條件下仍表現(xiàn)出較高的催化活性。兩種染料的非均相降解反應(yīng)可以用假一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型來(lái)描述，并且催化劑用量、催