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静电纺丝法制备异相csn2+芬顿试剂对有机染料的分解研究【字数:8159】

2022-12-18 00:04编辑: www.51jrft.com51今日论文网
本文采用静电纺丝法制备C/Sn2+芬顿反应催化剂,采用XRD检验物质的物相组成,用SEM表征催化剂的微观结构并用紫外吸收光谱表征了催化剂分解甲基橙的性能,用催化剂与H2O2形成异相Fenton试剂氧化体系降解20mg/L的甲基橙溶液,考察了PAN、SnCl2投加量、污水的pH值和是否有紫外光照射等对反应过程的影响。实验结果表明,在25℃、pH3.0、PAN7%SnCl230%的催化剂0.5g/L、浓度为30%的H2O210mL/L在紫外灯照射下的条件下反应30min,甲基橙溶液降解率达到93.74%。
目录
1.前言 5
1.1 引言 5
1.2印染废水的处理 5
1.2.1印染废水的来源 5
1.2.2印染废水的水质特点 6
1.3.3印染废水的处理方法 6
1.3甲基橙的物化性质 7
1.4传统的Fenton反应在污水处理中的应用 7
1.5类Fenton法的原理和分类 8
1.6异相催化剂 9
1.6.1金属氧化物 9
1.6.2负载型催化剂 9
1.7静电纺丝装置 9
1.7.1静电纺丝的原理 9
1.7.2影响静电纺丝的参数 10
1.7.3静电纺丝制备的纤维材料类别 11
1.8课题研究的内容和意义 11
2实验部分 12
2.1实验药品及仪器 12
2.1.1实验药品 12
2.1.2实验仪器及设备 12
2.2实验过程 13
2.2.1前驱体的制备 13
2.2.2催化剂的制备 14
2.2.3催化剂性能测试 14
2.3分析方法 14
2.3.1 XRD分析 14
2.3.2 SEM分析 14
2.3.3 紫外可见分光光度分析 14
3结果与讨论 15
3.1 XRD分析 15
3.1.1 PAN9%SnCl220%的C/Sn2+催化剂的XRD分析 15
3.1.2 PAN9% SnC *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ¥351916072
l230%的C/ Sn2+催化剂的XRD分析 15
3.1.3 PAN9% SnCl210%的C/ Sn2+催化剂的XRD分析 15
3.1.4 PAN7%SnCl230%的C/ Sn2+催化剂的XRD分析 16
3.1.5 PAN5% SnCl230%的C/ Sn2+催化剂的XRD分析 16
3.2 SEM分析 16
3.3紫外可见分光光度分析 18
3.3.1 SnCl2的量对Sn2+/C催化性能的影响研究 19
3.3.2 PAN的质量分数对Sn2+/C催化性能的影响研究 19
3.3.3 pH值对Sn2+/C催化性能的影响研究 21
3.3.4光源对Sn2+/C催化性能的影响研究 21
4. 结论 23
参考文献 24
致谢 27
1.前言
1.1 引言
合成染料广泛用于纺织,染料,造纸等行业,从而发展出大规模的染色工业。据统计,这些行业每年生产约100,000吨颜料。在“十二五”期间,共制造了236吨辅助染料,其中超过10%被丢弃在环境中,造成严重的环境污染问题。由于成分复杂,色泽高,生物降解性低,化学稳定性高,掺入“三致”有机物质,从污水中去除有机物已成为世界性难题之一。染料废物处理的典型方法包括降解法,絮凝沉淀​​法,化学氧化法,生物法等。然而,这些方法通常存在问题,例如处理的污染,不完全除去的染料,高成本和可能污染环境的副产品。因此,迫切需要一种有效且低成本的处理方法来解决当前的问题。
Fenton反应是一种先进的氧化技术(AOPs),它将H2O2与Fe2+结合在一起,在酸性溶液中具有高度氧化性,可有效降解废水中的有机污染物。与其他先进的氧化技术相比,芬顿反应具有操作简单,工艺简单,成本相对较低的特点。然而,传统的均相Fenton技术只能在pH=2.5~3.5时反应良好,当pH> 4时会产生大量的Fe(OH)3沉淀物。针对这些问题,许多研究人员对均相Fenton技术进行了改进,如使用固体催化剂代替Fe2 +制备非均相催化剂。非均相催化剂内部结构里的金属离子是稳定的,可有效地整合H2O2的分解产生羟基自由基(OH),这些适用于宽的pH范围内,它们可以被后迅速取出反应,催化剂可以重复使用而不会产生二次污染。然而,没有优化的非均相Fenton具有催化活性低,可分离性差,重复性差和铁溶解度高的缺点。因此,迫切需要找到一种方法,该方法可以克服Fenton均相法的不足,使降解效率与Fenton均相法相当甚至更优。
1.2印染废水的处理
1.2.1印染废水的来源
纺织工业在生产工程中需要对棉毛化纤等纺织产品进行染色、印花和整理等工序,在这些工序中会排出大量的废水,这就是工业生产中主要印染废水的来源。近年来许多印染工厂区域集聚,产生了大量的印染废水。
1.2.2印染废水的水质特点
印染废水是我国各大水域的重要污染源之一,其处理难点在于在工业生产过程中需要加入一些起到促进或减缓染色的助凝剂,再加上染料的化学组成有很多显色基团、芳香烃、极性基团和杂环化合物等物质,导致印染废水的色度很高,化学需氧量(COD)高且具有一定的毒性导致生物降解性差,变色困难。
1.3.3印染废水的处理方法
(1)生物法
活性污泥法:活性污泥法是当前应用最广的污水处理技术之一,该方法最早在1914年的英国使用,是生物处理的主要方法,但是存在冲击适应能力差,处理设施占地面具大,运营和初期投入花费大,管理难度高等问题,且污泥容易膨胀,聚胶体易分解团导致对印染废水的处理效果并不理想,无法达到排放标准。

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