【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重,其中,水污染問題尤為突出。偶氮染料作為主要的污染源,以其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)的毒性、難以生化等特點(diǎn)危害著環(huán)境,因此偶氮染料的降解問題日益成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)家們研究的重點(diǎn)。高級(jí)氧化技術(shù)的發(fā)展為染料的徹底降解提供了可能。已有報(bào)道關(guān)于羥基自由基降解有機(jī)污染物的降解機(jī)理,而又有一些研究者發(fā)現(xiàn)了氧化性更強(qiáng)的硫酸根自由基。零價(jià)金屬活化過硫酸鹽是生成硫酸根自由基的一種方法,而不同粒徑的零價(jià)金屬對(duì)硫酸根自由基的產(chǎn)生發(fā)揮著不同的作用,因此本文采用不同粒徑的零價(jià)金屬鋅來活化過硫酸鈉分別降解偶氮染料甲基橙和剛果紅,找到最優(yōu)的降解條件并推測(cè)可能的反應(yīng)機(jī)理。論文分為以下兩部分:第一部分:通過批次實(shí)驗(yàn)考察了不同粒徑的零價(jià)鋅(Zn~0)活化過硫酸鈉(Sodium Persulfate,PS)降解偶氮染料甲基橙(Methyl Orange,MO)的降解效果,結(jié)果證明,不同粒徑的Zn~0對(duì)活化PS降解MO有明顯的差異性。Zn~0粒徑越小,比表面積越大,表面活化作用越強(qiáng),可以更充分地和PS發(fā)生反應(yīng),降解MO效果更好。反應(yīng)過程中有強(qiáng)氧化性的硫酸根自由基(SO4-)和羥基自由基(·OH)產(chǎn)生。反應(yīng)開始時(shí)速度很快,之后變緩,最后又變快。主要是SO_4~(·-)猝滅、SO_4~(·-)降解MO、SO_4~(·-)和OH-反應(yīng),三者相互作用的結(jié)果。另外,pH、PS濃度、Zn~0初始濃度也對(duì)降解MO都有明顯的影響,實(shí)驗(yàn)最終得出降解MO的最佳條件為:pH=4,PS濃度=10 mg/L,Zn~0初始濃度=1.5 g/L,Zn~0粒徑為150 μm。最佳條件下,MO的脫色率為87%,TOC降解率為37%,COD降解率為55%。第二部分:通過批次實(shí)驗(yàn)對(duì)不同粒徑的零價(jià)鋅(Zn~0)活化過硫酸鈉(Sodium Persulfate,PS)降解偶氮染料剛果紅(Congo red,CR)進(jìn)行了研究。零價(jià)鋅的粒徑按照大小分為三種:小于150 μm、150 μm-300μm和大于300 μm。結(jié)果表明,隨著零價(jià)鋅粒徑的減小,剛果紅的脫色率、礦化率、COD降解率依次升高。另外,溶液的初始pH、PS濃度和Zn~0的濃度也對(duì)降解CR都有明顯的影響,實(shí)驗(yàn)最終得出降解CR的最佳條件為:pH=6,PS濃度=150mg/L,Zn~0初始濃度=1.5g/L,Zn~0粒徑小于150μm。最佳條件下,CR的脫色率為86%,TOC降解率為55%,COD降解率為72%。
[Abstract]:With the rapid development of economy, the problem of environmental pollution is becoming more and more serious, especially the problem of water pollution. Azo dyes as the main source of pollution, because of its complex structure, strong toxicity, difficult to biochemical characteristics such as endangering the environment, so the degradation of azo dyes has increasingly become the focus of scientists at home and abroad. The development of advanced oxidation technology provides a possibility for the complete degradation of dyes. The mechanism of degradation of organic pollutants by hydroxyl radical has been reported, and some researchers have found that sulfate radical with stronger oxidizability has been found. Activation of persulfate by zero-valent metals is a method of generating sulfate radical, and different sizes of zero-valent metal play a different role in the production of sulfate radical. In this paper, zinc with different particle sizes was used to activate sodium persulfate to degrade methyl orange and Congo red respectively. The optimum degradation conditions were found and the possible reaction mechanism was deduced. The paper is divided into two parts as follows: part one: the degradation effect of zinc zero valence (Zn~0) activated sodium persulfate (Sodium Persulfate,PS) on the degradation of azo dye methyl orange (Methyl Orange,MO) was investigated by batch experiments. The smaller the particle size of Zn ~ 0 and the larger the specific surface area, the stronger the activation effect of surface, which can react with PS more fully, and the degradation of MO is better. The Zn~0 with different particle size has obvious difference in the degradation of MO. During the reaction, strong oxidized sulfate radical (SO4-) and hydroxyl radical (OH) were produced. The reaction starts quickly, then slows down, and finally gets faster. It is mainly the result of the SO_4~ (-) quenching, the degradation of MO,SO_4~ (-) by SO_4~ (-) and the reaction of OH-. In addition, both the concentration of pH,PS and the initial concentration of Zn~0 have obvious effects on the degradation of MO. The optimum conditions for the degradation of MO are as follows: pH=4,PS concentration = 10 mg/L,Zn~0 initial concentration = 1.5g / L, particle size of pH=4,PS 0 = 150 渭 m. Under the optimum conditions, the decolorization rate of MO is 87%, the degradation rate of TOC is 37%, and the degradation rate of COD is 55%. Part two: the degradation of azo dye Congo red (Congo red,CR) by zinc zero valence (Zn~0) activated sodium persulfate (Sodium Persulfate,PS) with different particle sizes was studied by batch experiments. The particle size of zero-valence zinc is divided into three types according to its size: less than 150 渭 m, 150 渭 m-300 渭 m and more than 300 渭 m. The results showed that the decolorization rate, mineralization rate and COD degradation rate of Congo red increased with the decrease of zinc particle size. In addition, the initial concentration of pH,PS and the concentration of Zn~0 have obvious effects on the degradation of CR. The optimum conditions for degradation of CR are as follows: pH=6,PS concentration = 150mg / L, initial concentration = 1.5g / L, particle size less than 150mg 路m ~ (- 1), and the optimum conditions are as follows: pH=6,PS concentration = 150mg / L, initial concentration = 1.5g / L, particle size less than 150mm. Under the optimum conditions, the decolorization rate of CR is 86%, the degradation rate of TOC is 55%, and the degradation rate of COD is 72%.
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X788

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本文編號(hào)：2441847