【摘要】：在我國工業(yè)高速發(fā)展的大背景下,水污染問題不容小覷,印染廢水的快速高效處理也是急需解決的難題之一。光催化降解法及生物降解法以其獨特的優(yōu)勢受到廣泛關(guān)注,本文以亞甲基藍和羅丹明B為主要目標(biāo)污染物,探究了這兩種染料的降解方法,主要研究內(nèi)容如下:首先,通過水熱法制備了Bi2W06,然后以Bi2W06為基礎(chǔ),制備了Bi/Bi2W06和Ti02/Bi2W06兩種光催化劑,并對其進行了FT-IR、XRD、SEM等表征。然后探究了兩種材料對亞甲基藍和羅丹明B的光催化降解能力,結(jié)果表明,兩種材料對兩種染料都具有良好的光催化降解能力。接著進一步優(yōu)化了兩種光催化劑處理兩種染料的實驗條件,經(jīng)過分析,兩種材料光催化降解兩種染料的脫色效果受到光催化劑投加量、染料初始濃度的影響,結(jié)果表明,對于20 mL的有機染料降解體系,在亞甲基藍初始濃度為20 mg/L,Bi/Bi2WO6投加量為0.05 g,TiO2/Bi2W06投加量為0.03 g是最合適的;20 mL的羅丹明B溶液降解體系,羅丹明B初始濃度為10 mg/L,Bi/Bi2W06或TiO2/Bi2W06投加量為0.03 g是最合適的。然后,探究了生物降解及生物降解協(xié)同光催化降解的方法對亞甲基藍和羅丹明B兩種染料的處理能力。C412菌株可以生物降解亞甲基藍,且經(jīng)過亞甲基藍刺激培養(yǎng)后,不僅C412菌株的正常生長沒有受到影響,而且其降解亞甲基藍的效率和活性有所提高,第二個循環(huán)C412菌株在4 h內(nèi)對20 mg/L的亞甲基藍可以實現(xiàn)94.11%的去除率。通過C412菌株與緩釋材料結(jié)合使用可以處理高濃度亞甲基藍。較高濃度的羅丹明B溶液(8.35 mg/L)不會影響C412菌株的生長,但是C412菌株沒有降解羅丹明B的能力。光催化材料能對較低濃度的亞甲基藍模擬染料廢水達到不錯的處理效果,但時效性不夠理想。通過靜電紡絲的方式成功地將光催化劑Bi/Bi2WO6負載到了靜電紡絲基膜上,得到靜電紡絲Bi/Bi2WO6材料。與Bi/Bi2W06類似,靜電紡絲Bi/Bi2W06材料對亞甲基藍也有著良好的光催化降解效果,且與Bi/Bi2W06相比,對亞甲基藍的光催化效率有了一定的提高。靜電紡絲Bi/Bi2W06不會影響C412的正常代謝,也不影響C412生物降解的能力。對于亞甲基藍的降解,C412菌株和靜電紡絲Bi/Bi2WO6可以發(fā)揮協(xié)同作用,在1小時內(nèi)就實現(xiàn)了 94.51%的去除率,相比C412生物降解去除率提高了 37.63%,相比靜電紡絲Bi/Bi2W06光催化降解去除率提高了60.36%。不僅保證了良好的去除效果,而且時效性也大有提高。這也為實際工業(yè)處理印染廢水提供了一定的參考意義。最后探究了有機染料的去除機理。構(gòu)建了含有雙加氧酶理論基因的重組菌株1587和含有過氧化氫酶理論基因的重組菌株2124,但是目的基因在重組菌株中都沒有表達成功,亞甲基藍的生物降解機理尚且需要進一步的實驗研究。通過熒光光譜分析、自由基誘捕實驗和質(zhì)譜分析探究了亞甲基藍和羅丹明B被光催化降解的機理。熒光光譜結(jié)果表明,在光催化反應(yīng)過程中,亞甲基藍和羅丹明B本身的熒光基團被破壞,并產(chǎn)生了新的熒光基團。自由基誘捕實驗結(jié)果表明:·OH和h+是亞甲基藍光催化降解反應(yīng)系統(tǒng)中的主要活性物質(zhì),其中·OH的貢獻更大;·O2-和h+是羅丹明B光催化降解反應(yīng)系統(tǒng)中的主要活性物質(zhì),其中·O2-的貢獻更大。GC-MS質(zhì)譜分析得到了亞甲基藍和羅丹明B可能的降解路徑,質(zhì)譜分析的結(jié)果進一步印證了亞甲基藍和羅丹明B分子被逐漸光催化降解為小分子離子并最終轉(zhuǎn)化為C02的假設(shè)。
【圖文】：

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文邐Ｃ４１２菌株協(xié)同光值化材料降解有機染料逡逑（２）設(shè)計實驗測試光催化材料對亞甲基藍和羅丹明Ｂ的去除能力，，分析探討光催逡逑化材料的使用量和亞甲基藍的初始濃度對去除效率的影響，探宄光催化材料降解亞甲基逡逑藍及羅丹明Ｂ的理想實驗條件。逡逑（３）探宄Ｃ４１２菌株對亞甲基藍和羅丹明Ｂ的降解能力；探宄Ｃ４１２菌株協(xié)同光催逡逑化材料降解亞甲基藍的可行性，確定合適的方案，并探宄Ｃ４１２菌株協(xié)同光催化材料降逡逑解亞甲基藍的效果。逡逑（４）分析有機染料被可見光催化降解的機理。采用熒光光譜分析、自由基捕獲實逡逑驗和質(zhì)譜分析推測有機染料的降解機理。逡逑１．３．３技術(shù)流程圖逡逑進行本論文探宄實驗的技術(shù)流程圖如下圖所示：逡逑

圖邋２－３邋Ｔｉ０；；／ＢｂＷ０６邋的邋ＸＲＤ邋譜圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋Ｔｈｅ邋ＸＲＤ邋ｐａｔｔｅｒｎ邋ｏｆ邋Ｔｉ０２／Ｂｉ２Ｗ０６逡逑圖２－３為Ｔｉ０２／ＢｈＷ０６的ＸＲＤ譜圖，通過ＸＲＤ分析樣品的微觀晶體結(jié)構(gòu)。如圖逡逑所示，在２邋０邋＝邋２７．５°邋，４５．４°，５６．４°和５９．７°處都出現(xiàn)了比較明顯的衍射峰，分別對應(yīng)逡逑于（１邋１邋３），（２邋２邋０），（３邋１邋３）和（２邋２邋６）晶面的衍射峰，而這些峰與正交相Ｂｉ２Ｗ０６邋（標(biāo)準(zhǔn)卡片逡逑ＰＤＦ＃７３－２０２０）衍射峰位置一致，［５３］邋２１．７°，７２．８°的衍射峰分別與銳鈦礦晶型（１邋０邋１）逡逑和（２邋２邋０）的特征衍射峰相對應(yīng)。逡逑２．邋３．邋１．３邋ＳＥＭ逡逑放大倍數(shù)：Ｘ２．０Ｋ邐放大倍數(shù)：Ｘ１０．０Ｋ逡逑圖邋２－４邋Ｂｉ／Ｂｉ２Ｗ０６邋的邋ＳＥＭ邋譜圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－４邋Ｔｈｅ邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋Ｂｉ／Ｂｉ２Ｗ0６逡逑通過ＳＥＭ譜圖可以直觀的考察樣品的微觀表面形貌。如圖２－４所示，樣品呈現(xiàn)為逡逑不規(guī)則的圓球顆粒狀，直徑大小在２５－３５邋ｕ邋ｍ之間，許多條狀R%／８丨：＾／０６顆粒像花瓣…樣逡逑１５逡逑
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703;X172

【參考文獻】

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本文編號：2665962