廢水處理中非均相中性催化氧化體系的研究.pdf

1、基于HO·的非均相中性催化氧化體系的研究，對于難降解類工業(yè)廢水的處理具有重要意義。一方面通過催化劑的固化，減少金屬離子的流失，降低固廢量;另一方面拓寬pH適用范圍，提高中性條件下廢水處理效果，反應(yīng)后的水樣不需要調(diào)節(jié)酸堿直接出水，降低生產(chǎn)成本。圍繞表面吸附-催化氧化的機理，通過合成高活性的Fe3O4納米催化劑以及Ti離子有效摻雜的Fe2.5Ti0.5O4催化劑，成功實現(xiàn)了中性條件下對絡(luò)合劑乙二胺四乙酸二鈉（EDTANa2）和陽離子型染料亞

2、甲基藍(MB)的有效降解;對于苯酚類對自由基有猝滅效果的化合物，中性非均相催化氧化體系因產(chǎn)生的自由基活性低，處理效果較差。通過O3的引入，利用O3和H2O2-Fe3O4/SiO2體系之間的協(xié)同作用，實現(xiàn)了中性條件下對于苯酚類芳香族化合物的有效降解。由于化學(xué)氧化法完全降解水體中的有機物往往成本較高，因此采用適度化學(xué)氧化法提高廢水的可生化性，處理后廢水進一步生化處理，這種化學(xué)氧化-生物法聯(lián)用技術(shù)，是一種經(jīng)濟高效的處理方法，在實際工業(yè)廢水處理

3、領(lǐng)域有很大的應(yīng)用價值。
　　本文主要內(nèi)容和結(jié)論包括以下三個部分:
　　1、用改進的Massart方法合成高活性的納米Fe3O4催化劑，中性條件下H2O2-Fe3O4體系對難降解絡(luò)合劑EDTANa2的COD去除率與相同氧化劑量pH3條件下Fenton反應(yīng)效率相當，實現(xiàn)了中性情況下非均相催化氧化;探討了H2O2-Fe3O4體系表面吸附-催化氧化的反應(yīng)機理，表面吸附對于催化氧化過程有促進作用;采用電子順磁共振技術(shù)(ESR)捕捉反應(yīng)

4、過程中活性中間體HO·。
　　2、采用同晶替換的方法合成Ti離子摻雜Fe3O4催化劑，考察不同Ti離子摻雜量對催化劑活性的影響，確定最優(yōu)摻雜量催化劑Fe2.5Ti0.5O4;針對H2O2-Fe3O4體系處理效果較差的陽離子型染料MB廢水，H2O2-Fe2.5Ti0.5O4催化氧化體系可在中性條件下實現(xiàn)有效降解，COD去除率與相同氧化劑量pH3條件下Fenton反應(yīng)效率相當;研究發(fā)現(xiàn)H2O2-Fe2.5Ti05O4催化降解MB過程符

5、合準一級動力學(xué)方程，反應(yīng)過程受HO·產(chǎn)生的速率控制;O3的引入可以實現(xiàn)催化劑的有效再生，研究發(fā)現(xiàn)O3-Fe2.5Ti05O4催化氧化體系具有反應(yīng)速率快、循環(huán)氧化效果好的優(yōu)點。
　　3、對于具有一定自由基猝滅效果的苯酚類芳香族化合物，H2O2-Fe3O4和H2O2-Fe2.5Ti0.5O4催化氧化體系由于表面催化產(chǎn)生的HO·活性較低而處理效果很差;通過吸附-共沉淀-煅燒的方法在無定形SiO2上負載Fe3O4，利用SiO2對于HO·的