活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵誘發(fā)芬頓反應(yīng)降解甲基橙的研究.pdf

1、非均相Fenton氧化技術(shù)具有H2O2利用率高、pH適用范圍廣和催化劑可再生等優(yōu)勢，一直是難降解有機(jī)廢水領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，基于納米零價(jià)鐵（nanoscale zero-valent iron，nZVI）的非均相Fenton技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。但是nZVI的膠體性質(zhì)決定了它易因團(tuán)簇而降低活性，因此人們開始研究nZVI的固定化和其催化性能。
　　本研究通過對活性炭負(fù)載納米零價(jià)鐵制備非均相Fenton催化劑，建立nZV

2、I活性炭/H2O2非均相Fenton體系，以典型的偶氮染料甲基橙為目標(biāo)污染物進(jìn)行研究，探討體系處理難降解有機(jī)物的可行性和有效性。
　　本文通過對活性炭酸堿改性、負(fù)載次數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，得到優(yōu)選的nZVI活性炭制備條件，并對成品進(jìn)行表征；其后，考察了優(yōu)選所得nZVI活性炭對甲基橙降解效能的影響因素以及強(qiáng)化手段，并探討了體系的作用機(jī)制。
　　通過研究發(fā)現(xiàn)，以酸洗活性炭為載體，碳熱法負(fù)載一次所得nZVI活性炭的載鐵量較高，載鐵穩(wěn)定性及循

3、環(huán)利用效果最佳。載鐵后，活性炭密度未發(fā)生明顯變化，比表面積略有增加?；钚蕴克d鐵顆粒為納米級零價(jià)鐵，平均粒徑為38.25nm。
　　對甲基橙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明甲基橙初始濃度為15mg/L時(shí)最佳實(shí)驗(yàn)條件為：初始pH為3，nZVI活性炭投加量為3g/L，過氧化氫用量為11.76mmol/L，反應(yīng)210min后去除率達(dá)到93.78％。EDTA的投加可以強(qiáng)化非均相Fenton體系。在pH=7條件下投加100mg/L EDTA時(shí)，可使甲基橙

4、的去除率提升10.55%。
　　不同體系去除甲基橙的結(jié)果表明，將nZVI負(fù)載于活性炭上能顯著提高甲基橙的去除效果。nZVI活性炭/H2O2體系屬于非均相Fenton反應(yīng)，其作用機(jī)制包括兩個(gè)方面：一是活性炭的吸附作用，二是nZVI誘發(fā)的Fenton氧化作用，二者協(xié)同作用，提高了單獨(dú)作用的效能。
　　活性炭對甲基橙的動態(tài)吸附過程符合Freundlich模型，其吸附行為以多層吸附為主，吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，內(nèi)擴(kuò)散和膜擴(kuò)散是