本文關(guān)鍵詞：Fenton體系氧化降解苯甲酸廢水的研究　出處：《天津科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：苯甲酸是一種重要的有機(jī)化工原料,在醫(yī)藥、食品和化工等方面具有廣泛的應(yīng)用。但是在苯甲酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水具有較強(qiáng)的毒性和酸性腐蝕性,若直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的污染。針對(duì)該廢水的特點(diǎn),提出了萃取-Fenton處理工藝,首先以生產(chǎn)原料甲苯為萃取劑對(duì)該廢水進(jìn)行三級(jí)萃取,有機(jī)相進(jìn)入反應(yīng)器回用,經(jīng)萃取處理后的廢水采用Fenton高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)其進(jìn)行深度處理使得出水達(dá)標(biāo)。本文主要利用Fenton試劑法降解苯甲酸廢水,考察其降解效果及工藝條件。首先進(jìn)行了均相Fenton體系對(duì)苯甲酸廢水的降解實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程中詳細(xì)考察了對(duì)降解效果影響可能比較大的因素,如苯甲酸溶液的初始濃度、pH值、H202的投加量以及Fe2+用量等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以上這些考察因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響比較明顯,當(dāng)調(diào)節(jié)溶液的初始pH=3, H2O2最佳的經(jīng)濟(jì)投加量為Qth(即12.3 mmol/L), Fe2+最佳投加量為0.41 mmol/L(即H2O2:Fe2+=30:1),在室溫條件下反應(yīng)60 min以后,濃度為100mg/L的苯甲酸幾乎可以完全被降解,同時(shí)達(dá)到了41.9%以上的TOC去除率；在苯甲酸初始濃度對(duì)反應(yīng)的影響實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),苯甲酸的初始濃度為200mg/L的時(shí)侯,達(dá)到了最大的TOC去除率45.4%；當(dāng)廢水中苯甲酸的濃度太高時(shí),分批投加H202可以提高Fenton試劑效率,避免造成資源浪費(fèi)。均相Fenton法雖然反應(yīng)快、降解效果好,但是經(jīng)濟(jì)成本比較高,Fe2+若不經(jīng)過處理也會(huì)造成污染,為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷,考慮制備非均相催化劑來利用非均相體系來降解苯甲酸廢水。本文首先對(duì)購買的顆粒AC進(jìn)行了粉碎、分級(jí)和預(yù)處理,以預(yù)處理樣為載體,利用浸漬法將載體浸沒于1 g/L的Fe2+溶液中制備了Fe/AC催化劑。通過設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)分析了影響催化劑制備的因素,研究發(fā)現(xiàn),粒徑、煅燒溫度和煅燒時(shí)間這三個(gè)因素對(duì)催化劑活性的影響依次增大。結(jié)合TG-DSC、BET、XRD、SEM等測試手段對(duì)負(fù)載型催化劑的表征,確定制備條件為粒徑60-100目,在300℃下煅燒4 h。接下來利用自制的非均相催化劑對(duì)苯甲酸廢水的降解進(jìn)行了考察,得到了最佳的實(shí)驗(yàn)條件：調(diào)節(jié)溶液的初始pH為3,投加適量的催化劑使其濃度達(dá)到1 g/L,在磁力攪拌作用下吸附210 min,然后加入0.5倍計(jì)算所得的雙氧水理論投加量(即0.5Qth=6.15 mmol/L),最后在室溫條件下經(jīng)過90 min的反應(yīng)以后,達(dá)到了76.76%的TOC去除率。最后對(duì)苯甲酸的降解歷程進(jìn)行了分析,分析手段主要是TOC分析儀和高效液相色譜,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),苯甲酸在降解過程中會(huì)生成小分子物質(zhì),這些物質(zhì)主要顯酸性,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)果得到苯甲酸的可能降解途徑是：苯甲酸受到強(qiáng)氧化性的羥基自由基·OH的攻擊以后,首先是苯環(huán)上對(duì)位和間位的氫原子被氧化成了羥基,這類物質(zhì)接著被氧化生成己二烯二酸,最終被氧化成一些小分子量的二酸、H20以及C02。
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X783

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