对苯二酚强化多相类-Fenton过程降解活性艳红MX-5B的效能与机理
摘要：用碱沉淀法制备的硅羟基氧化铁(Si-FeOOH)作多相类-Fenton反应的催化剂,探讨了室温条件下投加还原剂对苯二酚(HQ)对其催化H2O2降解活性艳红MX-5B的影响,同时考察了pH、H2O2浓度、催化剂Si-FeOOH投量及活性艳红浓度对活性艳红MX-5B脱色率的影响,并从溶铁量方面初步探讨了Si-FeOOH/H2O2/HQ体系降解活性艳红MX-5B的机理.结果表明,对苯二酚强化以Si-FeOOH为催化剂的多相类-Fenton反应降解活性艳红的效果显著.在pH=3,活性艳红初始浓度为10mg·L-1,对苯二酚浓度为0.55mg·L-1,Si-FeOOH投量为100mg·L-1,H2O2浓度为51mg·L-1的反应条件下,活性艳红MX-5B的脱色率达94.69%.研究还发现,活性艳红脱色率与反应体系里的铁离子浓度关系密切,表明多相类-Fenton反应中除了催化剂表面吸附催化作用外,也可能存在类似均相类-Fenton的溶液催化作用.
关键词：Si-FeOOH，对苯二酚，活性艳红，溶铁量
现代工业的发展使含有高浓度难生化降解有机污染物的工业废水日益增多,为满足处理此类废水的要求,科研人员研究开发出了多种水处理新技术.近年来,逐渐发展起来的高级氧化技术(AOPs)具有氧化能力强、反应条件温和、反应速度快、操作简单、无选择性等特点,在反应过程中可产生大量非常活泼的羟基自由基(HO·),能将有机污染物无选择性的快速氧化,从而使难降解有机物得以降解.
Fenton试剂(Fe2++H2O2)氧化技术作为高级氧化技术的一种,更具有设备简单、反应易于控制等诸多优点,但传统Fenton反应也有一些不足:①反应条件要求苛刻,最佳pH值一般要控制在3左右;②铁离子使出水色度较高,且反应过程中会产生大量含铁污泥.因此,为解决Fenton试剂的不足,研究人员开始致力研究改善Fenton试剂的方法,多相类-Fenton反应便是其中一种.
多相类-Fenton是将铁离子固定在合适的载体上,与均相类-Fenton相比,多相类-Fenton具有催化剂易分离、易回收、能循环利用等优点,既降低了成本又防止了铁离子流失造成的污染.但目前开发的一些多相类-Fenton反应也存在一些不足,如催化效率不高、物理强度较低、较易破碎、催化剂溶出铁量较高等问题,这些缺点使多相类-Fenton的应用受到限制,因此,催化剂的改进对多相类-Fenton具有重要意义.
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