蛭石类芬顿处理活性黄X
【摘要】： 目前,合成染料在纺织工业中有着广泛的应用,其中,偶氮染料占染料结构的80%。常规处理染料的方法包括絮凝沉淀法,生物法,吸附法等等,但由于偶氮染料废水水质变化大,有机物含量高,成分复杂,大部分传统的处理方法很难将其降解或者矿化。高级氧化技术中的芬顿法对染料废水有很强的降解能力,但产生铁泥量大,二次处理成本高。因此,'寻找一种天然、无毒害的类芬顿催化剂来处染料废水就显得十分必要。而蛭石由于材料储藏丰富,价格低廉在水处理中具有广泛的应用,其富含铁元素的性能使其作为一种类芬顿催化剂处理染料废水成为可能。本论文研究了蛭石类芬顿催化氧化降解偶氮活性染料X-R的性能,实验考查了不同粒径的粉碎蛭石和不同反应条件(初始pH值、蛭石催化剂的投加量、H202用量和活性黄X-R的初始浓度)对X-R降解效果的影响;采用激光粒度分析仪、X射线荧光光谱分析(XRF)、电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等仪器对蛭石进行催化剂表征,研究发现:粉碎后的蛭石有着良好的催化能力,当X-R的浓度为100 mg/L时,最佳条件为粉碎时间为20 min,即对应平均粒径为7.5μm,蛭石投加量为1.0g/L,pH=3,H202用量为2.94mmol/L,此条件反应180 min后,对25～300 mg/L的活性黄X-R降解率均能达到95%以上。为增强蛭石类芬顿处理活性黄X-R的效果,探究了外加能源、添加还原剂和改性蛭石三种方法。结果研究表明,还原剂羟胺对于蛭石/H2O2体系来说是很好的添加剂,它能够加快其反应速率,拓宽蛭石类芬顿反应应用的pH范围,在pH为3时,加入5 mol/L羟胺后在201 min对活性黄的去除率达到了99.9%。在pH=4及pH=5时,在反应40 min后,依然达到了98%以上的去除效果。但同样具有还原性的抗坏血酸和草酸则对蛭石类Fenton系统起到了不同程度的抑制作用。外加紫外光源(25 W)也能够明显加快蛭石类Fenton体系对活性黄X-R的降解速率,反应20 min降解率便可达到95.7%,同时也增加了 TOC的去除。酸改性蛭石与原蛭石相比,比表面积更大,孔道结构更丰富,但是由于蛭石中有效的铁离子被去除其催化效果反而变差。2mmol/L盐酸改性蛭石对活性黄有一定的吸附效果,但与原蛭石相比提升的不多。因此可以看出蛭石作为一种含有铁的廉价天然矿物材料,有作为类Fenton催化剂应用于染料废水处理的潜能,其未改性蛭石对很宽浓度范围的活性黄X-R都有着良好的降解效果,同时,在实际的应用过程中可以考虑与紫外光结合和添加还原剂来增强对其降解效果,提升反应速率。酸改性后的蛭石催化能力会降低,但是其吸附污染物的能力有所增强。
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
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