摘要:以過渡金屬Cu為主活性組分,通過加入第2活性組分Mn和稀土元素Ce,研制出適用于催化濕式過氧化法(CWPO)處理含高濃度蒽醌-2-磺酸鈉有機(jī)廢水的復(fù)合催化劑�?疾炝嘶钚越M分配比對催化劑的催化活性和穩(wěn)定性的影響,并利用SEM和XRD表征手段,研究了摻雜Ce對催化劑表面微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,當(dāng)Cu、Mn和Ce的質(zhì)量比為 ̄時,催化劑的催化性能最佳,在100 min內(nèi),廢水COD的去除率能達(dá)到95.3%;摻雜Ce能有效提高活性組分在催化劑表面的分散程度從而改善催化劑的催化活性,并能有效抑制Cu的溶出。通過LC-MS分析該催化劑催化氧化蒽醌-2-磺酸鈉降解過程中的代謝產(chǎn)物,推斷出了催化氧化降解蒽醌-2-磺酸鈉的途徑。
蒽醌染料是含有蒽醌結(jié)構(gòu)或多環(huán)酮結(jié)構(gòu)的染料,是目前除了偶氮染料以外用量最大的一類染料。蒽醌-2-磺酸鈉是一種重要的蒽醌類染料中間體,是合成蒽醌類酸性染料的主要原料,可用于合成活性、還原以及分散染料。這類染料廢水是典型的高濃度、高酸度、高色度和高鹽度有機(jī)廢水,廢水中含有大量的多環(huán)芳香族化合物,BOD5/COD較低,不易被氧化,采用傳統(tǒng)的生化和物化方法處理效果不佳。
催化濕式過氧化氫氧化(CWPO)是在催化濕式氧化(CWAO)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種用于處理難降解廢水的高級氧化技術(shù)。通過在廢水中加入H2O2,使其在催化劑的作用下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的HO.,從而破壞污染物分子的結(jié)構(gòu)。
近年來,對于催化濕式過氧化法的研究十分活躍,艾先立等在鐵負(fù)載量為2%,溫度300°C條件下焙燒4h制備出Fe/AC復(fù)合催化劑,在進(jìn)水PH=5,30% H2O2投加量為1.8ml時,廢水COD去除率達(dá)到了96.5%。用CWPO法處理偶氮染料廢水,在進(jìn)水PH=5,反應(yīng)溫度為50°C的條件下反應(yīng)30min,廢水COD去除率達(dá)到了76.1%。
本研究以過渡金屬Cu為催化劑主活性組分,通過添加第2活性組分Mn和稀土元素Ce,制備出適合處理含高濃度蒽醌-2-磺酸鈉廢水的Cu-Mn-Ce/分子篩復(fù)合負(fù)載型催化劑,同時通過液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)分析了蒽醌-2-磺酸鈉在氧化過程中的降解產(chǎn)物,提出其降解途徑,以期為實(shí)際工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1實(shí)驗(yàn)裝置與方法
實(shí)驗(yàn)裝置主體由1.0L高壓反應(yīng)釜(威海匯鑫化工機(jī)械有限公司制造)和控制儀組成,設(shè)計(jì)最大反應(yīng)壓力和最高溫度分別為20MPa和350°C。反應(yīng)釜內(nèi)配備攪拌器(最大轉(zhuǎn)速為1500r/min)和取樣裝置,取樣口連通釜內(nèi)插底管,管口配針型閥,在針型閥后加裝一個不銹鋼的蛇形盤管,以提高取樣的可操作性和穩(wěn)定性�?刂苾x可以顯示并控制反應(yīng)釜內(nèi)的溫度和壓力,催化濕式過氧化設(shè)備示意圖見圖1。
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