不同波长紫外光催化降解活性艳蓝KN-R动力学研究

以蒽醌类染料活性艳蓝KN-R(以下简称KN-R)为对象,以TiO2为光催化剂,实验了不同波段紫外光条件下KN-R的降解过程。结果表明:365 nm和254 nm两种波段对于KN-R的光催化降解过程均符合假一级动力学方程,但是通过对比各初始浓度下活性艳红KN-R的反应速率常数(Kapp)可以发现,在相同紫外灯功率下,短波辐射下的Kapp平均为长波辐射下Kapp的3倍,说明短波紫外更有利于活性艳蓝KN-R的降解。     

催化湿式氧化法降解活性艳蓝的研究

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的非均相催化氧化体系处理活性艳蓝KN-R。考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,染料初始浓度为200mg/L时,在温度150℃、压力0.5MPa、H2O233mg/L、pH=6,反应时间1h,Fe2O3/γ-Al2O3投加量为8g/L的最佳条件下,活性艳蓝KN-R色度几乎完全去除,TOC和COD去除率分别为95.6%和82.5%。     

Fe/Mn-PAC催化剂的制备及其催化臭氧氧化降解活性艳蓝KN-R性能

为获得高效去除活性艳蓝的方法,采用浸渍煅烧法制备了Fe/Mn-PAC催化剂,对催化剂的表面形态和结构进行表征,研究了不同因素对KN-R降解效果的影响,以及催化剂的重复利用性和稳定性。结果表明：Fe/Mn-PAC催化剂表面粗糙,具有较多的微孔结构,催化剂表面的金属氧化物为致密的地衣状结构,有利于提升催化剂的催化性能。在催化剂投加量为400 mg/L,初始pH为7.5,Fe/Mn进料比为1∶1及负载量为4%时,Fe/Mn-PAC表现出最佳的催化KN-R降解的反应活性,45 min内KN-R去除率高达90%以上;经过5次回收利用,去除率仍可达到84.7%。研究结果证明了Fe/Mn-PAC催化剂具有优异的催化能力和出色的结构稳定性,为实现印染废水中活性艳蓝KN-R的有效去除提供了技术支持。     

TiO_2光催化降解活性艳兰KN-R的研究

以纳米TiO2为光催化剂,以活性艳兰KN-R为模拟染料废水,研究了溶液pH值、TiO2投加量、H2O2用量及染料初始浓度对染料脱色率的影响。结果表明,活性艳兰KN-R的脱色率随溶液pH值的升高及染料初始浓度的降低而增大;TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值,在本实验条件下,它们分别为0.5g/L和2.0×10-2mol/L,低于或超过该值都会导致染料脱色率的下降。在适宜的操作条件下,活性艳兰KN-R的脱色率可达98%以上,化学需氧量(COD)的去除率在70%以上。     

微波辐射处理活性艳蓝KN-R染料溶液的研究

在活性炭存在下微波照射能使活性艳蓝KN－R溶液迅速脱色，每g活性炭处理浓度为300mg／L的活性艳蓝KN－R溶液50mL，微波辐射4min脱色率达97．1％。     

Fe2+与Fe0活化过二硫酸盐降解活性艳蓝KN-R

为了解Fe2+与Fe0在活化PDS(过二硫酸盐)降解活性艳蓝KN-R时的差异,通过序批试验,考察了Fe2+/PDS和Fe0/PDS体系中c(Fe2+)、ρ(Fe0)、c(PDS)和初始pH对KN-R降解的影响. 结果表明:在Fe2+/PDS体系中,最佳反应条件〔初始pH为3.0,c(Fe2+)为1.0 mmol/L,c(PDS)为2.0 mmol/L〕下,180 min后KN-R的去除率达到96.55%;过高的pH和c(Fe2+)对KN-R的降解均有明显的抑制作用. 在Fe0/PDS体系中,当pH和ρ(Fe0)过高时,KN-R的去除率仍维持在较高水平,当pH为9.0时,180 min后KN-R的去除率为90.53%;当ρ(Fe0)为448 mg/L时,50 min后KN-R的去除率就能达到94.35%. 在2个体系中,c(PDS)的升高均能显著提高KN-R的去除率,当c(PDS)由0.5 mmol/L增至8.0 mmol/L时,KN-R的去除率由47.25%(Fe2+/PDS体系)和57.00%(Fe0/PDS体系)增至100%. 动力学分析显示,KN-R的降解均遵循一级反应动力学;最佳反应条件下2个体系中的活性自由基均以硫酸根自由基(SO₄-·)为主. 因此,在降解KN-R过程中,Fe0/PDS体系的性能明显优于Fe2+/PDS体系.      

花生壳、核桃壳吸附活性艳蓝动力学、热力学研究

以花生壳和核桃壳为原料,制备了两种吸附剂。从动力学和热力学角度探讨了对活性艳蓝KN-R的吸附机理,并与活性炭进行对比。结果表明,两种吸附剂对KN-R的吸附动力学行为均符合拟二级动力学方程(R2>0.99)。吸附量随KN-R初始浓度的增加而增加,吸附过程既符合Freundlich方程又符合Langmuir方程。吸附过程中吉布斯自由能变化成负值,说明吸附过程是自发进行的。     

微波诱导催化剂CuO/γ-Al_2O_3处理活性艳蓝的研究

采用均匀包裹沉淀法制得的CuO/γ-Al2O3催化剂,利用XRD对催化剂的物相结构进行了表征,并应用于微波诱导氧化工艺中,考察了催化剂投加量、微波功率、微波辐照时间等因素对活性艳模拟废水处理效果的影响。结果显示,在催化剂投加量为2g/L,微波功率为720W,辐照时间为3min的条件下,处理50mg/L的活性艳蓝脱色率可达到95.3%。     

稻壳活性炭对活性艳蓝KN-R的脱色研究

将稻壳在微波条件下制备成活性炭吸附剂,研究其对活性艳蓝KN-R的吸附特性。通过静态实验,考察了pH值、温度、时间、溶液起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。结果表明,当pH为2和12时吸附效果较好,最大吸附量分别为303.03、384.62 mg/g;随着温度的升高,达到吸附平衡的时间缩短;等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述;动力学实验表明,吸附过程更符合拟二级动力学模型;热力学数据分析发现,吸附过程是自发进行的吸热过程。     

活性艳蓝KN-R的生物吸附脱色研究

从广州某印染厂生化处理池的污泥中筛选到一株对蒽醌染料具有高效吸附脱色作用的菌株HX.考察了碳源浓度、氮源浓度、盐度、染料浓度对蒽醌染料KN-R吸附脱色的影响.结果表明,对于接入的生长菌体,碳源浓度高于7.5g/L时,染料才能完全脱色;染料对菌株HX的生长有一定抑制性,但菌株HX仍表现出了优异的吸附性能,对于250mg/L的KN-R可在48h内完全脱色,400mg/L组在72h内脱色率达94%,600mg/L组72h脱色率可达78.4%;有机氮对染料的脱色起到一定的促进作用,对吸附菌的生长和染料的脱色不是决定性因素;盐度可促进染料的吸附脱色,其同离子效应和盐度效应决定了盐度组的完全脱色时间要比不加入盐度组长;吸附菌HX的生长和染料脱色同步进行,菌体干重达最大时染料的脱色率亦达最大.     

铁柱撑累托石的制备及其对活性艳蓝的降解

以天然粘土矿物累托石为载体、以铁盐作交联剂,利用水溶液插层方法制备了铁/累托石复合物。采用FT-IR和XRD两种表征方法对铁/累托石复合物进行了表征,分析了复合物的结构变化和层间间距变化,并探讨了复合物制备条件以及反应过程中溶液初始浓度、溶液初始pH、复合物投加量和H2O2浓度因素对催化降解活性艳蓝的影响。研究表明:铁聚合物插入到累托石的层间结构中,扩大了累托石的层间距;当Na+/Fe3+比值为0.5,Fe3+/累托石比值为10 mmol/g,p H为3左右,催化剂用量为0.5 g/L时,H2O2浓度为100 mg/L时,活性艳蓝的去除率达到90%以上。实验表明,铁柱撑累托石/UV/Fenton工艺对活性艳蓝具有良好的降解效果。     

电化学法处理活性艳蓝X-BR模拟染料废水的研究

采用换向电源、铁铝作为两极的新型电化学反应器,以色度和CODCr去除率作为指标,通过调控溶液的性质考察了不同体系对其降解效果的影响。研究表明,该方法对活性艳蓝X-BR模拟染料废水具有较好的处理效果,其最佳处理条件为:电解时间20 min,电解电压10 V,搅拌速度1000 r/min,电源换向周期8 s,废水CODCr初始浓度1232 mg/L,电解质(Na2SO4)浓度0.06 mol/L,极板间距1.0 cm,pH=8。在此条件下,色度去除率可达98.93%,CODCr去除率可达85.26%,处理废水的电耗为1.24 kW.h/m3。     

零价铁与过硫酸盐异相芬顿降解活性艳橙X-GN

采用零价铁(Fe~0)与过硫酸盐构建异相类芬顿体系,由Fe0腐蚀释放Fe~(2+)催化S_2 O_8~(2-)产生硫酸根自由基快速降解偶氮染料活性艳橙,考察了初始p H值、Fe~0投加量、过硫酸盐投加量和温度对降解过程的影响。结果表明,当活性艳橙初始浓度为100 mg/L、pH值为7、Fe~0投加量为0.5 g/L、过硫酸盐投加量为1 mmol/L和反应温度为30℃时,反应60 min后活性艳橙降解率达到92.6%。酸性条件和提高反应温度均有利反应的进行,而且活性艳橙的降解率在初始pH值为9时也高于90%。反应过程符合准一级动力学,表观反应速率常数k为0.0513 min~(-1)(30℃)。UV-Vis扫描显示,活性艳橙的发色基团在反应过程中被破坏。由Fe~0与S_2O_8~(2-)构成的异相Fenton体系可作为一种高效手段用于染料废水的处理。     

丝瓜瓤固定无花果曲霉吸附活性艳蓝KN-R的脱色研究

利用植物载体丝瓜瓤对无花果曲霉(Aspergillus ficuum)进行固定,并对活性艳蓝KN-R进行脱色研究探讨了固定化菌体的菌龄、pH、温度、菌量对染料脱色的影响.比较了固定化菌体与菌丝球对活性艳蓝KN-R的脱色效果,研究了该固定化菌体的重复利用和动力学实验,并进行了实际废水的脱色研究.结果表明,最佳脱色条件为菌龄3d,温度33℃,pH为6.0,菌量对染料脱色的影响依次为2%＞1%＞0.5%;固定化菌体对活性艳蓝KN-R的脱色效果优于菌丝球,且它对实际染料废水的脱色率均达80%以上;丝瓜瓤固定无花果曲霉对不同初始浓度(25～186mg·L-1)活性艳蓝KN-R的脱色过程遵循二级动力学方程;经6次重复利用后的该固定化菌体,其脱色率仍达80.79%.     

水射流空化强化光催化处理活性艳红模拟废水

采用水射流空化强化TiO2光催化处理活性艳红X-3B模拟废水3.3 L,进行了自来水与蒸馏水的效果比较并初步研究了反应温度、催化剂投加量、溶液pH、染料初始质量浓度以及空化管喉管直径对染料去除率的影响。针对模拟废水,实验结果表明:该工艺克服了传统光催化技术中催化剂容易团聚的不足,使反应能够持续进行。溶剂全部为蒸馏水的脱色率和表观反应动力学常数分别是溶剂全部为自来水的2.1倍和4.2倍。在最优条件下:染料初始质量浓度30 mg/L,pH 3.0,温度60℃,TiO2投加量150 mg/L,反应进行90 min后染料脱色率可以达到96%。而在结合实际情况优化后的推荐值下,pH 6.0,温度40℃,空化管喉管直径选用1.5mm,其它条件不变,染料脱色率及COD去除率分别为69%和54%,该结果更能指导实践。     

紫外光下Ag_3VO_4催化降解亚甲基蓝的研究

通过共沉淀法合成Ag3VO4,紫外光下以亚甲基蓝模拟染料废水为对象进行光催化降解实验,分析考察了催化剂的投加量、亚甲基蓝的初始浓度和通气量对光催化降解的影响。并用XRD,SEM,TEM和UV-vis漫反射对Ag3VO4的结构进行了表征。实验结果表明,紫外光下Ag3VO4降解亚甲基蓝有良好的催化活性,当催化剂用量为0.3g/L,通气量为2L/min以及初始浓度为10mg/L时,120min后亚甲基蓝的降解率达到98%。     

TiO2固定相体系光催化降解活性艳红X-3B的动力学研究

以活性艳红x-3B为例，研究了多相光催化氧化反应中有关反应速度的动力学规律，并着重研究了有机物初始浓度、光照强度、pH值对反应级数的影响；得出了固定相体系的反应动力学规律符合时下普遍接受的L—H方程的结论。