納米BiFeO3-H2O2體系降解染料廢水的研究.pdf

1、隨著染料工業(yè)的迅速發(fā)展,有效降解染料廢水中的有機(jī)污染物已成為環(huán)境治理中的一個(gè)重要課題。經(jīng)典的Fenton反應(yīng)雖具有催化效率高、氧化能力強(qiáng)和無毒無害等優(yōu)點(diǎn),可以降解水中大多數(shù)有毒有害物質(zhì),但反應(yīng)須在酸性條件下(pH<3.0)才能進(jìn)行完全。實(shí)際的廢水pH值分布較廣,極酸的反應(yīng)條件需要加入大量的酸,增加反應(yīng)成本,對(duì)環(huán)境造成危害,其殘留物造成了水體的二次污染?；谶@些問題,本文以尋找高效的多相類Fenton試劑為目的,構(gòu)建了BiFeO3/H2O

2、2體系。以染料廢水中常見的孔雀石綠、結(jié)晶紫和酸性復(fù)紅三種有機(jī)染料為研究對(duì)象,對(duì)BiFeO3/H2O2體系處理染料廢水進(jìn)行了可行性研究,主要內(nèi)容如下:
　　(1)納米鐵酸秘(BiFeO3)顆粒的制備。采用溶膠-凝膠法制備納米鐵酸秘(BiFeO3)顆粒,并對(duì)其物相結(jié)構(gòu)及表面形貌進(jìn)行了表征。由于納米鐵酸秘(BiFeO3)顆粒具有比表面積較大、吸附力強(qiáng)、顆粒分散均勻等特點(diǎn),能夠有效催化活化H2O2,并且易于回收和循環(huán)使用,因而,BiFeO

3、3/H2O2體系在降解處理工業(yè)染料廢水中有很大的應(yīng)用潛力。
　　(2)納米BiFeO3/H2O2體系降解三種染料的幾種影響因素。以孔雀石綠、結(jié)晶紫、酸性復(fù)紅三種染料為底物,通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了最佳反應(yīng)條件,研究發(fā)現(xiàn)pH值、催化劑用量、H2O2體積、廢水初始濃度和反應(yīng)溫度等因素都對(duì)染料的降解產(chǎn)生很大影響。當(dāng)pH值分別為8.5、8.0、7.5,催化劑的用量分別是0.8g/L、0.6g/L、0.45g/L,H2O2體積百分?jǐn)?shù)分別是1.0

4、0％、0.83%、0.65%,初始濃度分別是150mg/L、150mg/L、120mg/L,溫度分別是313K、308K、303K時(shí),處理效果最佳,褪色率都能達(dá)到99%以上。
　　(3)納米BiFeO3/H2O2體系降解三種染料的動(dòng)力學(xué)研究。研究了納米BiFeO3/H2O2體系降解處理三種染料的動(dòng)力學(xué)規(guī)律,對(duì)不同溫度、H2O2初始濃度、納米BiFeO3初始濃度影響因素下的三種染料表觀速率常數(shù)進(jìn)行了線性擬合,發(fā)現(xiàn)其符合一級(jí)反應(yīng)模型,

5、在此基礎(chǔ)上,分別建立了納米BiFeO3/H2O2體系降解孔雀石綠、結(jié)晶紫、酸性復(fù)紅的動(dòng)力學(xué)方程:()[][]0.45780.4604224510/10exp4.0886/3.4317始始BFORTHOdcdt··′-′=-()[][]0.45470.4015224210/10exp2.37712.9539/始始BFORTHOdcdt··′-′=-()[][]0.52110.3229224210/10exp2.30436.1051/始始B