機械力化學(xué)制備HPW-鐵膨潤土及其可見光助Fenton降解黃藥.pdf

1、在礦物浮選作業(yè)中，黃藥作為被廣泛運用的捕收劑，常殘留于浮選廢水中不易完全去除，從而對水環(huán)境平衡和人類的健康產(chǎn)生極大的危害。磷鎢酸(HPW)/鐵膨潤土復(fù)合催化劑是一種具有高催化活性的類Fenton催化劑，在光助Fenton反應(yīng)的領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文探索機械力化學(xué)制備HPW/鐵膨潤土復(fù)合催化劑的具體方法，考察催化劑的催化性能，并使用催化劑光助Fenton降解黃藥，為綠色高效處理浮選廢水中的黃藥提供初步理論依據(jù)。
　　首先采用機

2、械力化學(xué)“一鍋燴”的方法制備出HPW/鐵膨潤土復(fù)合催化劑，確定最佳制備工藝，并用XRD、SEM、FT-IR和EDS對催化劑進(jìn)行表征，初步探討其結(jié)構(gòu)特點。再將HPW/鐵膨潤土催化劑應(yīng)用于可見光助Fenton催化降解黃藥，確定降解反應(yīng)的最佳條件，建立去除黃藥的動力學(xué)模型。另外，考慮到實際浮選廢水成分的復(fù)雜性，進(jìn)一步研究浮選廢水中常見共存物質(zhì)對黃藥去除率的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　機械力化學(xué)法制備HPW/鐵膨潤土催化劑的最佳的制備工

3、藝為:在Φ20mm不銹鋼球堆積體積20 mL與Φ6 mm不銹鋼球堆積體積10mL作為球磨介質(zhì)的條件下，1g膨潤土加入0.14 g FeSO4·7H2O，在10Hz頻率下機械作用15 min后，再加入0.11 g十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）于40Hz頻率下機械作用15 min，最后加入0.5 gHPW于20 Hz頻率下機械作用25 min制得HPW/鐵膨潤土催化劑。對催化劑進(jìn)行XRD、SEM、FT-IR、EDS表征分析發(fā)現(xiàn)，在機械力

4、化學(xué)制備催化劑的過程中，膨潤土的層間距逐漸變大;
　　催化劑由粗糙不規(guī)則的片狀結(jié)構(gòu)變?yōu)楣饣依饨欠置鞯膶訝罱Y(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)由較為緊密變得相對松散;機械力作用使HPW和CTMAB的官能團(tuán)成功負(fù)載;功能組分Fe和HPW都得到負(fù)載，尤其CTMAB的加入使得HPW中W元素的負(fù)載由4％增加到近19％。
　　HPW/鐵膨潤土復(fù)合催化劑光助Fenton降解黃藥廢水的pH可選范圍較廣，最佳工藝條件:催化劑投加量為0.8g·L-1，H2O2用量

5、為4.08 mmol·L-1，反應(yīng)時間50 min。證明了可見光催化Fenton反應(yīng)的機理是由于·OH的作用，降解黃藥的反應(yīng)體系符合一級動力學(xué)模型。
　　浮選廢水中的難免離子Na+、CO32-、SO42-對黃藥的降解存在很小抑制作用，可以忽略不計;重金離子Zn2+、Cu2+、Pb2+會對黃藥的降解有促進(jìn)作用;浮選廢水中二號油和丁胺黑藥的性質(zhì)相較于黃藥更穩(wěn)定，不會影響到黃藥的降解;硫化劑NaS的存在對黃藥去除率的影響比較大，實驗找到