超聲協(xié)同BiFeO3-H2O2類Fenton體系降解染料廢水的研究.pdf

1、隨著染料工業(yè)的高速發(fā)展，染料廢水的大量排放不僅污染了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)對水生物的生存及人類健康造成很大危害，因而染料廢水的處理成為水污染治理的一項(xiàng)大工程。染料廢水具有用水量大、色度深、可生化性差、有毒有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的處理方法很難將其徹底分解。而高級氧化技術(shù)通過反應(yīng)過程中產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)可以徹底氧化分解有機(jī)污染物，且其具有氧化分解能力強(qiáng)、選擇性小、降解徹底等特點(diǎn)，成為近些年用來處理染料廢水的研究熱點(diǎn)。
　　

2、超聲氧化技術(shù)利用空化效應(yīng)產(chǎn)生的·OH，可無選擇地將有機(jī)污染物分解為被環(huán)境接受的無機(jī)物小分子，如CO2、H2O等，但單獨(dú)的超聲作用需較長時(shí)間才能將有機(jī)污染物徹底降解。傳統(tǒng)的Fenton技術(shù)具有高效、反應(yīng)徹底等特點(diǎn)，但它需要系統(tǒng)pH=3.0左右，且每個(gè)循環(huán)均需要加入高摩爾濃度的亞鐵離子和氧化劑，正是由于加入大量亞鐵離子，后續(xù)需要處理大量鐵泥，因而缺乏可重復(fù)使用性?；谶@些問題，本文構(gòu)建超聲-BiFeO3-H2O2類Fenton體系，以甲基橙

3、、羅丹明B模擬染料廢水為研究對象，通過降解率及紫外吸收光譜圖對處理效果進(jìn)行分析，研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)鐵酸鉍(BiFeO3)顆粒的制備。本文采用水熱法制備出了可活化H2O2的BiFeO3活性催化劑。運(yùn)用XRD和SEM對其物相結(jié)構(gòu)和形貌大小進(jìn)行了表征，制備出的BiFeO3形貌完整且均勻，呈圓餅狀。
　　(2)超聲-BiFeO3-H2O2體系處理甲基橙模擬廢水。對超聲、BiFeO3-H2O2以及兩者協(xié)同降解甲基橙的效果

4、進(jìn)行比較，結(jié)果表明，超聲-BiFeO3-H2O2體系對降解甲基橙有著較好的協(xié)同作用，且30 min的處理降解率可以達(dá)到98.9％。其次考察了加入自由基清除劑異丙醇對甲基橙降解效果的影響，實(shí)驗(yàn)表明，異丙醇的加入使降解效果大幅度下降，說明降解過程主要以自由基氧化降解為主。最后，對超聲-BiFeO3-H2O2體系處理甲基橙模擬廢水的影響因素進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，處理甲基橙的最佳頻率為203.9 kHz，隨功率的增加降解速率加快;H2O2的投加量

5、對降解效果影響不大;降解率隨BiFeO3投加量的增加而升高;降解效果隨甲基橙濃度的增加而下降;反應(yīng)系統(tǒng)的最佳PH值為5。
　　(3)超聲-BiFeO3-H2O2體系處理羅丹明B模擬廢水。首先對超聲、BiFeO3-H2O2以及兩者協(xié)同降解羅丹明B的效果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，超聲-BiFeO3-H2O2體系具有很好的協(xié)同作用，效果明顯優(yōu)于兩者的疊加，且60 min的處理降解率高達(dá)到95％以上。其次考察了加入10μl異丙醇對羅丹明B降解效