微波-类fenton反应降解碱性品红染料废水探究

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1、微波-类Fenton反应降解碱性品红染料废水探究　　[摘要]以颗粒活性炭为载体分别负载Fe3+、Cu2+或Fe3+-Cu2+制备了催化剂，采用微波-类Fenton工艺对碱性品红进行降解研究，并考察了各种因素对碱性品红降解效果的影响。研究结果表明活性炭负载Fe3+-Cu2+（质量分数均为1.0%）型催化剂对碱性品红的处理效果最好。对于100mL初始质量浓度为100mg/L的碱性品红模拟染料废水，最佳处理条件为：初始pH值2.5、催化剂投加量1000mg/L、H2O2投加量67.4mg/L、微波功率300w

2、，辐射7min后碱性品红去除率超过94%。[关键词]微波；碱性品红；催化氧化；去除率中图分类号：TV文献标识码：A前言类Fenton是在Fenton工艺中引入紫外光等以提高·OH的产生率，提高氧化过程的动力学速率[1]，如Fe2+/H2O2/UV等。该类技术由于处理费用高、加入的金属离子会引入二次污染等缺点而限制了该类技术的推广。12本研究以碱性品红为处理对象，以国产颗粒活性炭为载体负载铁、铜离子制备催化剂，对微波-类Fenton反应降解碱性品红染料废水进行研究，考察了负载不同的金属离子下的催化氧化降解

3、反应，探讨了不同因素碱性品红降解率的影响，旨在开发一种成本低的催化氧化方法来处理色度高、有机物浓度大、难降解的染料废水。1实验部分1.1试剂和仪器试剂：碱性品红（分析纯），市售；H2O2（质量分数：30%），GR，成都市科龙化工试剂厂；硝酸铜，AR，成都市科龙化工试剂厂；硝酸铁，AR，上海强顺化学试剂有限公司；邻菲啰啉，AR，重庆博艺化学试剂有限公司；乙二基二硫代氨基甲酸钠，AR，成都市科龙化工试剂厂。仪器：MCL-2型微波化学实验仪，四川大学无线电系；pHs-25型数显酸度计，杭州雷磁分析仪器厂；75

4、2紫外可见分光光度计，天津市拓普仪器有限公司；DR4000分光光度计，哈希公司。1.2实验内容1.2.1载体活性炭制备实验所选用的活性炭为重庆天池化工有限公司生产的椰壳活性炭，参数如下：粒度0.69mm-1.65mm（10-24目）；比表面积1100±50㎡/g；碘值900-1100mg/g；苯酚吸附值150mg/g；四氯化碳吸附率50%-70%；亚甲蓝吸附值180±10mg/g。12将原活性炭用高纯水洗涤至洗液清澈后，在105℃下烘干后浸泡于体积分数为1%的HCl溶液中，并在20℃、200r/min条

5、件下震荡4h以去除活性炭表面的灰分，用高纯水洗涤至洗液pH不再发生变化后，置于105℃烘箱中烘干12h。再在氮气保护作用下进行微波改性处理，改性条件为：载气流量30L/h、微波功率100w、辐照时间3min，以改性后的活性炭作为载体负载催化剂。1.2.2催化剂的制备在焙烧管中加入3g活性炭，按所需量加入Fe（NO3）3、Cu（NO3）2溶液，浸渍24h后，于105℃烘箱中烘干12h，置于马弗炉中300℃焙烧2h后即得到负载型催化剂。1.2.3碱性品红浓度的测定①波长扫描配制质量浓度为10、50、100m

6、g/L的碱性品红溶液，采用DR5000从190-700nm波长范围内扫描，结果如图1所示。图1不同浓度碱性品红溶液波长扫描曲线发现在波长544nm处，不同浓度的碱性品红溶液均显示出稳定的吸收峰，接下来的试验中采用最大吸收波长544nm来进行碱性品红溶液浓度的测定。图2碱性品红浓度0-100mg/L标准曲线②标线制作配制0～100mg/L浓度碱性品红标准液，在λ=544nm处分别测定其吸光度，作出浓度-吸光度标线如图2所示。12可以看出，碱性品红浓度与其对应的吸光度呈线性关系，相关性系数R2达到0.999

7、2。利用标准曲线，通过测定碱性品红溶液吸光度计算其浓度。1.2.4实验方法取100mL质量浓度为100mg/L碱性品红溶液置于250mL锥形瓶中，加入一定量的催化剂、质量浓度30%的H2O2溶液，置于微波炉中，设定好微波功率和辐照时间，开启微波，对碱性品红进行催化氧化降解实验。取反应后的上清液测定碱性品红浓度，计算出相应的降解率。2结果与讨论2.1催化剂的确定在催化剂量0.2g、30%H2O20.1ml、微波功率300w及辐照时间4min的条件下，采用微波-类Fenton降解碱性品红，通过碱性品红的降解

8、效果比较催化剂的催化性能，结果见表1。表1不同催化剂对应的碱性品红降解率负载金属种类及负载量碱性品红降解率（%）Fe3+-0.7wt%42.84Fe3+-1.0wt%48.25Fe3+-1.5wt%48.30Cu2+-0.7wt%80.68Cu2+-1.0wt%92.3512Cu2+-1.5wt%90.69Fe3+（0.7wt%）-Cu2+（1.0wt%）92.85Fe3+（1.0wt%）-Cu2+（1.0wt%）94.25Fe3+（1.5