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        稀土元素Pr輔助的類Fenton試劑氧化法處理染料廢水

        2014-03-29 00:49:14王嘉承初本莉陳修棟
        化工環(huán)保 2014年3期
        關(guān)鍵詞:脫色試劑廢水

        王嘉承,初本莉,陳修棟,王 偉

        (華南師范大學(xué) 物理與電信工程學(xué)院,廣東 廣州 510006)

        Fenton試劑氧化法因其反應(yīng)快速和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的研究和應(yīng)用。1964年Eisenhouser首次使用Fenton試劑處理苯酚及烷基苯的廢水,開創(chuàng)了Fenton試劑在環(huán)境污染物處理中應(yīng)用的先例[1]。但傳統(tǒng)的Fenton試劑氧化法在處理污水的過程中容易產(chǎn)生二次污染,且對(duì)反應(yīng)體系的pH要求較為苛刻[2-4]。因此,傳統(tǒng)的均相Fenton試劑氧化法[5-6]逐漸被非均相Fenton試劑氧化法替代。將Fe固定在載體(如硅膠、A l2O3、分子篩[7]以及黏土材料[8])上,通過形成非均相Fenton反應(yīng)體系,可擴(kuò)大反應(yīng)體系的pH適用范圍,并減少鐵污泥造成的二次污染[9]。此外,研究發(fā)現(xiàn),通過摻雜金屬的方法改變Fenton反應(yīng)的催化劑,可促進(jìn)氧化性活性物種的產(chǎn)生[10];促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移,加速不同價(jià)態(tài)金屬之間的循環(huán)[11];增大比表面積,增強(qiáng)吸附性能[12]。但用稀土元素輔助的類Fenton反應(yīng)還鮮有報(bào)道。稀土元素同過渡族元素一樣具有變價(jià)性能,可促進(jìn)Fe(Ⅱ)與Fe(Ⅲ)之間的轉(zhuǎn)換,從而提高類Fenton反應(yīng)的效率。

        本工作以靛藍(lán)為目標(biāo)污染物,采用稀土元素Pr輔助的類Fenton試劑氧化法處理模擬染料廢水。制備了雙金屬氧化物催化劑Fe2-xPrxO3,考察了催化劑中n(Pr)∶n(Fe)、催化劑加入量、初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度、H2O2加入量、廢水pH對(duì)廢水脫色效果的影響。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 試劑和儀器

        靛藍(lán)、Pr6O11、Fe(NO3)3、30%(w) H2O2溶液、HNO3、NaOH:分析純。

        廢水:靛藍(lán)水溶液模擬的染料廢水。

        UV-2550型紫外可見分光光度計(jì):日本島津分析儀器公司;JB-3型定時(shí)恒溫磁力攪拌器:上海電磁新經(jīng)儀器公司;DL-SM型離心機(jī):長沙湘儀離心機(jī)有限公司;YFX12/16Q-YC型馬弗爐:上海意豐電爐有限公司;PHB-4型便攜式pH計(jì):上海三信儀表廠。

        1.2 催化劑的制備

        采用共沉淀法[13],引入稀土元素Pr,制備雙金屬氧化物催化劑步驟如下。

        將一定量的Pr6O11粉末加入一定量1 mol/L的HNO3中,在溫度為60 ℃、頻率為80 kHz的條件下超聲處理2 h,使其充分溶解,然后稀釋成0.1 mol/L的Pr(NO3)3溶液。

        將0.1 m ol/L的Pr(NO3)3溶液與0.1 m ol/L的Fe(NO3)3溶液以不同的n(Pr)∶n(Fe)混合均勻,室溫下在磁力攪拌器的作用下緩慢滴加適量的NaOH溶液。沉淀完全后,置于90 ℃的水浴鍋中老化1 h,然后再在室溫下冷卻2 h。抽濾,所得固體離心洗滌3次后,于恒溫干燥箱中干燥4 h,取出研磨成均勻粉末,最后置于馬弗爐中煅燒8 h,即得所需催化劑。

        1.3 實(shí)驗(yàn)方法

        取100 m L廢水置于燒杯中,用HNO3或NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水pH,并加入一定量的催化劑和一定量的H2O2,在磁力攪拌器上反應(yīng)一段時(shí)間。每隔10 min取樣,以3 000 r/m in的轉(zhuǎn)速離心5 m in,取上清液進(jìn)行測定。

        1.4 分析方法

        采用紫外可見分光光度計(jì)測定上清液在波長610 nm處的吸光度,從而計(jì)算廢水脫色率。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 Pr與Fe的摩爾比對(duì)廢水脫色率的影響

        在催化劑加入量為500 mg/L、初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度為30 mg/L、H2O2加入量為40 m L/L、廢水pH為7的條件下,n(Pr)∶n(Fe)對(duì)廢水脫色率的影響見圖1。由圖1可見,加入Pr的催化劑使廢水的脫色效果得到了明顯提高,且n(Pr)∶n(Fe)越大,脫色效果越好。這是因?yàn)?,Pr促進(jìn)了Fe(Ⅱ)與Fe(Ⅲ)之間的轉(zhuǎn)換,增強(qiáng)了催化性能,從而提高了降解效率,使得廢水脫色率增加。綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素和脫色效果,選擇n(Pr)∶n(Fe)=1∶5的催化劑作為進(jìn)一步的研究對(duì)象。

        圖1 n(Pr)∶n(Fe)對(duì)廢水脫色率的影響

        2.2 初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度對(duì)廢水脫色率的影響

        在n(Pr)∶n(Fe)=1∶5、催化劑加入量為500 mg/L、H2O2加入量為40 m L/L、廢水pH為7的條件下,初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度對(duì)廢水脫色率的影響見圖2。

        圖2 初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度對(duì)廢水脫色率的影響

        由圖2可見,廢水脫色率隨初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度的增加而減小,降解反應(yīng)60 m in,初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度為30,40,50,60,70 mg/L時(shí)的廢水脫色率分別達(dá)到87.71%,83.29%,72.42%,62.12%,58.87%。這是因?yàn)?,初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度的增大在一定程度上減少了活性基團(tuán)與有機(jī)物的作用幾率,并導(dǎo)致催化劑產(chǎn)生的·OH不足以氧化有機(jī)物,從而使廢水脫色率降低。因此,選擇初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度為30 mg/L。

        2.3 催化劑加入量對(duì)廢水脫色率的影響

        在n(Pr)∶n(Fe)=1∶5、初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度為30 mg/L、H2O2加入量為40 m L/L、廢水pH為7的條件下,催化劑加入量對(duì)廢水脫色率的影響見圖3。由圖3可見:隨催化劑加入量的增大,廢水脫色率明顯提高;而當(dāng)催化劑加入量達(dá)到500 mg/L時(shí),脫色率開始趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)椋?dāng)催化劑加入量較少時(shí),產(chǎn)生的·OH不足以有效降解有機(jī)物;但若加入量太大,則易產(chǎn)生過多的Fe2+,反而使·OH濃度降低,導(dǎo)致脫色率下降,且易產(chǎn)生二次污染。綜合考慮,選擇催化劑加入量為500 mg/L。

        圖3 催化劑加入量對(duì)廢水脫色率的影響

        2.4 H2O2加入量對(duì)廢水脫色率的影響

        在n(Pr)∶n(Fe)=1∶5、初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度為30 mg/L、催化劑加入量為500 mg/L、廢水pH為7的條件下,H2O2加入量對(duì)廢水脫色率的影響見圖4。由圖4可見:當(dāng)H2O2加入量較低時(shí),產(chǎn)生的·OH太少,有機(jī)物不能充分的降解,致使廢水脫色率較低;當(dāng)H2O2加入量較高時(shí),產(chǎn)生的·OH又被其他反應(yīng)消耗掉了,導(dǎo)致廢水脫色率出現(xiàn)下降趨勢。因此,選擇H2O2加入量為40 m L/L。

        2.5 廢水pH對(duì)廢水脫色率的影響

        在n(Pr)∶n(Fe)=1∶5、初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度為30 mg/L、催化劑加入量為500 mg/L、H2O2加入量為40 m L/L的條件下,廢水pH對(duì)廢水脫色率的影響見圖5。由圖5可見:當(dāng)pH在酸性范圍內(nèi)時(shí),廢水脫色率較高;pH=3時(shí),廢水脫色率最高,反應(yīng)50 m in時(shí)可達(dá)到92.78%;相反,pH為堿性時(shí),過量的OH-會(huì)與金屬離子反應(yīng)生成沉淀,從而破壞類Fenton體系,不利于有機(jī)物的降解,導(dǎo)致廢水脫色率降低。因此,選擇廢水pH為3。

        圖4 H2O2加入量對(duì)廢水脫色率的影響

        圖5 廢水pH對(duì)廢水脫色率的影響

        3 結(jié)論

        a)采用共沉淀法,引入稀土元素Pr,制得雙金屬氧化物催化劑Fe2-xPrxO3,在很大程度上提高了類Fenton反應(yīng)的效率,廢水脫色率得到顯著提高,對(duì)反應(yīng)體系的pH的適用范圍較寬。

        b)稀土元素Pr輔助的類Fenton試劑氧化法處理廢水的最佳工藝條件為:催化劑中n(Pr)∶n(Fe)=1∶5,初始靛藍(lán)質(zhì)量濃度30 mg/L,催化劑加入量500 mg/L,H2O2加入量40 m L/L,廢水pH 3。在此條件下,反應(yīng)50 min時(shí)廢水脫色率可達(dá)到92.78%。

        [1] Pignatello J J. Dark and photoassisted Fe3+-catalyzed degradation of chlorophenoxy herbicides by hydrogen peroxide[J]. Environ Sci Technol,1999,26(5):944-951.

        [2] 張金玲,于軍亭,張帥,等. 芬頓法深度處理造紙廢水[J]. 水資源與水工程學(xué)報(bào),2011, 2(3):145 -156.

        [3] Martins R C,Silva A M T,Castro-Silva S,et al. Advanced oxidation processes for treatment of effluents from a detergent industry[J]. Environ Technol,2011,32(9):1031-1041.

        [4] 吉飛,李朝林,張家歡. LiFePO4非均相Fenton法處理亞甲基藍(lán)染料的研究[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào),2012,6(1):232-236.

        [5] He Feng,Shen Xueyou,Lei Lechen. Photochemically enhanced degradation of phenol using heterogeneous Fenton-type catalysts[J]. J Environ Sci,2003,15(3):351-355.

        [6] Buyukkamaci N. Biological sludge conditioning by Fenton’s reagent[J]. Process Biochem,2004,11(39):1503-1506.

        [7] 池勇志,習(xí)鈺蘭,李秀平. Fe/Ce/沸石負(fù)載型類芬頓催化劑制備及其特性[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào),2012,6(9):3068-3072.

        [8] Platon N,Siminiceanu I,Nistor I D,et al. Fe-pillared clay as an efficient Fenton-like heterogeneous catalyst for phenol degradation[J]. Rev Chim-Bucharest,2011,62(6):676-679.

        [9] Neamtu M,Zaharia C,Catrinescu C,et al. Fe-exchanged Y zeolite as catalyst for wet peroxide oxidation of reactive azo dye procion marine H-EXL[J]. Appl Catal,B,2004,48(4):287-294.

        [10] Lam F L Y,Yip A C K,Hu X. Copper/MCM-41 as a highly stable and pH-insensitive heterogeneous photo-Fenton-like catalytic material for the abatement of organic wastewater[J]. Ind Eng Chem Res,2007,46(10): 3328-3333.

        [11] Costa R C C,Lelis M F F,Oliveira L C A. Remarkable effect of Co and Mn on the activity of Fe3-xMxO4promoted oxidation of organic contaminants in aqueous medium with H2O2[J]. Catal Commun,2003,4(10):525-529.

        [12] Silva A C,Oliveira L C A,Ramalho T C. Nb-containing hematites Fe2-xNbxO3:The role of Nb5+on the reactivity in presence of the H2O2or ultraviolet light[J].Appl Catal,A,2009,357(1):79-84.

        [13] 丁明,曹桓興. 中和沉淀法Fe3O4的生成研究[J]. 無機(jī)材料學(xué)報(bào),1998,13(4):619-624.

        [14] Menini L,Silva M J,Lelis M F F. Novel solvent free liquid-phase oxidation ofβ-pinene over heterogeneous catalysts based on Fe3-xMxO4(M=Co and Mn)[J]. Appl Catal,A,2004,269(1):117-121

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