CoOAl2O3CeO2催化臭氧氧化降解活性紅195染料廢水的研究.pdf

1、染料廢水是高濃度有機廢水,具有色度高、污染物成分復雜、毒性大、難生物降解等特點,傳統(tǒng)物理法和生物法等難以達到理想的處理效果。非均相催化臭氧氧化技術(shù)因氧化能力強、無二次污染等優(yōu)點,已成為染料廢水處理領(lǐng)域的研究熱點。目前關(guān)于復合載體催化劑催化臭氧氧化方面的研究還不是很多。本文將 CoO/Al2O3-CeO2應用于催化臭氧氧化染料廢水中,選取活性紅195(RR195)作為研究對象,考察了CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化RR195的效果

2、,研究了催化劑制備條件,同時對催化反應的影響因素及反應機理也進行了研究和探討。
　　在催化劑的制備中,發(fā)現(xiàn)超聲輔助浸漬法制得的催化劑催化效果優(yōu)于普通等體積浸漬法和浸漬沉淀法制備的催化劑;制備過程中,對浸漬液超聲處理3 h, CeO2與CoO的負載量分別達到20％和4%時,CoO/Al2O3-CeO2催化劑具有較好的催化效果。XRD結(jié)果表明,實驗成功制備出研究預期的催化劑。催化降解實驗表明,相比于單獨臭氧氧化和Co/Al2O3催化臭

3、氧氧化,CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化能夠有效提高RR195的礦化程度。
　　在CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化體系中,RR195及COD的去除效果與催化劑投加量正相關(guān),當催化劑投加量達到3g/L時即能取得理想的去除效果;當臭氧投加量為200 mL,攪拌速度為1400 r/min時,催化臭氧氧化反應主要由化學反應過程控制;RR195初始濃度的提高導致RR195和COD去除率的下降;溶液初始pH值對催化反應影響很大

4、,當初始pH值為8時,RR195和COD的去除率達到最高。水體中的 Na+、K+、Ca2+、-3NO和2-4SO對于 CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化去除 RR195的影響較小,對 COD去除率的抑制作用不顯著;而Cl-對于催化臭氧氧化具有很強的抑制作用,當Cl-的濃度為40 mmol/L時,可使COD去除率降低20%左右。此外,催化劑在反應過程中只有少量金屬離子溶出,并且在多次重復使用后扔能保持較高的催化活性,這表明催化劑具有

5、較好的穩(wěn)定性。
　　通過催化劑吸附實驗和自由基抑制實驗,可以推測出CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化降解RR195過程可能的機理是:部分有機污染物被吸附到催化劑表面,催化劑活性中心促進臭氧分子分解產(chǎn)生羥基自由基,臭氧分子以及羥基自由基與吸附在催化劑表面的有機物發(fā)生氧化反應,達到降解礦化的目的;此外,存在于溶液中有機污染物也會與溶液中的臭氧及羥基自由基發(fā)生反應。反應動力學研究結(jié)果表明:CoO/Al2O3-CeO2催化臭氧氧化降