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浅析钴铁镍三元水滑石催化PMS降解水中刚果红

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 450 2021-09-04
【摘要】采用化学共沉淀法制备由过渡金属钴、铁、镍组成的磁性三元水滑石CoFeNi—LDH,催化过硫酸氢钾(PMS)产生so,自由基,降解水中偶氮染料刚果红(CR),系统地考察了初始pH、催化剂投加量、PMS投加量对降解CR的影响。实验结果表明:在pH=4.0~10.0范围内,CoFeNi—LDH/PMS催化体系对CR的降解速率均较高;随着CoFeNi—LDH和PMS投加量的增加,CR的降解速率也逐渐加快。3次循环再生实验后,CoFeNi—LDH对CR的降解率在20min内依然保持在88%左右。实验结果表明,这种新型磁性三元水滑石不仅具有高效的催化效果而且易于从水中分离,在有机染料废水的处理方面,有着良好的前景。
  • 染料被广泛应用于造纸、电镀、纺织和印染等行业。调查研究表明全世界每年有超过70万t染料废水产生,其中有5%~10%的染料废水未经任何处理直接排入自然水体中。由于染料具有复杂及稳定的化学结构、强毒性,难以被生物直接降解,因此对水生生物及人体健康产生了严重的危害。随着工业的发展,染料污染已经成为亟待解决的环境问题。刚果红(CR)是一种常见的联苯胺类直接偶氮染料,对环境危害极大,在厌氧条件下,CR会转化成毒性更大的芳香胺类物质,直接毒害水生生物。

    目前,常用于处理染料废水的方法主要有物理吸附法、化学絮凝法、膜分离法等,上述方法虽取得了一定的效果,但存在处理时间长、深度处理困难等问题,难以应用于工程实际。高级氧化(advancedoxidationprocess,AOP)是一种利用强氧化性自由基降解水中有机物的高效工艺,具有处理效率高、速度快、无二次污染、反应条件温和等优点,已被大量应用于水处理领域,成为有机污染水处理研究的热点。目前常见的高级氧化技术主要有紫外光催化、电解催化、臭氧氧化和Fenton法等。过硫酸氢钾(PMS)因其分子结构的高度不对称性,使得其很容易被过渡金属激发并产生大量硫酸根自由基(so2)。

    白金属co首次被用于催化过硫酸氢钾复合盐产生强氧化性自由基后,国内外众多学者对过渡金属/PMS体系进行了大量深入的研究。水滑石作为一种环境友好的黏土材料,其特殊的层状结构以及板层金属离子和层问阴离子可变性赋予了它极大的潜能,现已被广泛应用于水处理领域。本研究通过共沉淀法制备出晶相单一的钻铁镍三元水滑石(CoFeNi—LDH),用于催化PMS产生强氧化性自由基(so;·)降解水中CR;系统地考察了溶液初始pH、CoFeNi.LDH投加量、PMS投加量、催化剂再生次数对CR降解速率的影响;研究了CoFeNi—LDH/PMS催化体系对CR降解的机理。

    1材料与方法

    1.1主要试剂与仪器

    原料及试剂:过硫酸氢钾(PMS,纯度/>47%)购于阿拉丁药剂公司,刚果红(CR,分析纯)购于天津光复精细化工,Na:S:0,、CoCI:·6H:O、FeC1,·6H2O、NiC1:·6H:O、NaOH等均为分析纯,购于上海国药集团有限公司。实验中所用水均为双重蒸馏水。主要仪器:恒温水浴锅(DZKW—S一8,匕京永光明医疗仪器厂)、pH计(868型,北京奥立龙仪器有限公司)、水浴恒温振荡器(THZ一82,北京中兴伟业仪器有限公司)、紫外可见光分光光度计(U一3900,日本HI—TACHI)。

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