【摘要】：印染行業(yè)是排放工業(yè)廢水的大戶,傳統(tǒng)的光催化氧化法處理印染廢水主要利用以TiO2半導(dǎo)體為代表的光催化劑催化降解污染物,由于半導(dǎo)體的空穴-電子對(duì)復(fù)合率高,對(duì)光的利用率低,在工業(yè)上難以廣泛運(yùn)用,現(xiàn)階段主要利用納米復(fù)合材料光催化降解有機(jī)污染物,盡管處理效果好,但是制備納米復(fù)合光催化劑的工藝復(fù)雜,成本較高;由于處理污染物效果不佳、還原性環(huán)境不易控制,光催化還原領(lǐng)域的研究并不多,研究?jī)?nèi)容主要集中在對(duì)CO2和重金屬的轉(zhuǎn)化去除;SO2作為常見的大氣污染物,其處理后的副產(chǎn)物Na2SO3由于純度不高難以被有效利用。本課題主要針對(duì)光催化氧化和光催化還原領(lǐng)域出現(xiàn)的相關(guān)問題,對(duì)簡(jiǎn)單的鈰離子光催化氧化降解酸性橙(AOII),亞硫酸鈉光催化還原甲基橙(MO)進(jìn)行研究。利用Ce3+和Ce4+構(gòu)建不同的光催化氧化體系,探討不同光催化氧化體系對(duì)AOII、對(duì)硝基苯酚(PNP)的降解效果,比較不同PH值對(duì)光催化氧化體系的影響,并對(duì)氧化機(jī)理進(jìn)行分析;利用SO2的廢棄產(chǎn)物亞硫酸鈉構(gòu)建光催化還原體系,探討不同濃度的催化劑、不同濃度的MO對(duì)降解效果的影響,確定最佳工藝條件并降解羅丹明B、茜素率(AG)、對(duì)硝基苯酚(PNP)、亞甲基藍(lán);探究pH值、N2和O2環(huán)境對(duì)MO降解效果的影響,并對(duì)MO的光催化還原機(jī)理及產(chǎn)物進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明:(1)在原始pH值下反應(yīng)40min,Ce4+/UV體系對(duì)AOII的降解率達(dá)到81%,Ce3+/UV體系對(duì)AOII的降解率為62%,且Ce4+/UV體系對(duì)PNP的降解效果也比Ce3+/UV體系好。(2)在Ce4+的原始pH值下(PH=3.5),反應(yīng)40min內(nèi),Ce4+/UV體系降解AOII的反應(yīng)速率比Ce3+/UV體系快,但最終的降解率相同,均達(dá)到81%;在pH值為堿性條件下,Ce4+/UV體系基本沒有催化效果,而Ce3+/UV體系在堿性條件下有較好的催化效果。(3)兩種體系對(duì)AOII的降解效果主要是OH·起作用,且Ce3+和Ce4+在光催化作用下可以相互轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生OH·,其中Ce4+向Ce3+的轉(zhuǎn)化過程更為明顯。(4)實(shí)驗(yàn)確定了光催化還原體系降解MO的最佳工藝條件為:MO 40mg/L,Na2SO3 4mM;此最佳工藝對(duì)羅丹明B、茜素率(AG)、對(duì)硝基苯酚(PNP)、亞甲基藍(lán)均有一定的降解效果。(5)實(shí)驗(yàn)表明pH值對(duì)Na2SO3光催化降解MO的影響不大;微量金屬元素對(duì)MO的降解沒有促進(jìn)作用;比較發(fā)現(xiàn)N2環(huán)境下Na2SO3光催化降解MO的效果比在O2環(huán)境下好。(6)Na2SO3光催化還原體系產(chǎn)生了活性物種,通過分析MO的降解產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)MO被還原成中間產(chǎn)物并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為小分子化合物。
【圖文】：

溶液均用去離子水配制，AOII 溶液配制步驟：用分析，加去離子水溶解，在超聲波清洗儀中使溶液更好的混勻。對(duì)硝基苯酚（PNP）的配制方法同 AOII 的配制方法解沉淀情況，每次實(shí)驗(yàn)都要重新配制。解實(shí)驗(yàn)催化氧化反應(yīng)都是在自制的表面皿中進(jìn)行的。紫外汞身由支架臺(tái)水平支撐，，距離反應(yīng)表面皿的高度為 2cm。25oC）。驗(yàn)（除非特殊說明）都是按如下方式進(jìn)行：在表面皿.25mM Ce3+、0.25mM Ce4+分別混合均勻。Ce3+與 AO+與 AOII 混勻溶液初始 pH 為 3.5 。反應(yīng)開始前打開紫實(shí)驗(yàn)的光照強(qiáng)度相同。反應(yīng)裝置圖如圖 3.1 所示：

圖 3.2 酸性橙分子結(jié)構(gòu)圖Fig 3.2 molecular structure grapH of acid orange峰采用 UV-1201 型紫外-可見分光光度儀測(cè)定，取一 cm 的石英比色皿中，進(jìn)行紫外-可見全波長(zhǎng)掃描，結(jié)果橙（AOII）溶液在 300 nm～680 nm 范圍內(nèi)進(jìn)行掃通過相同方法可以得到甲基橙（MO）、亞甲基藍(lán)（M酚的最佳吸收波長(zhǎng)分別為 464nm、664nm、550nm、 0.40.60.81.01.21.4bsA0min5min10min30min40min
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X791

【參考文獻(xiàn)】

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1 何德文,肖羽堂,周申范;白腐真菌處理難生物降解的有機(jī)廢水研究[J];工業(yè)水處理;2000年03期

2 龔為進(jìn);李方;奚旦立;;超臨界水氧化活性艷紅M-2B染料廢水動(dòng)力學(xué)研究[J];環(huán)境污染與防治;2007年05期

3 黃永輝,奚旦立,陳季華;不同類型染料的缺氧生物降解性能研究[J];印染;2002年10期

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1 馬雙忱;煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2003年

本文編號(hào)：2563534