探索纳米结构锰氧化物催化氧化处理染料及造纸废水的研究

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1、分类号：—笃43—(秘密级：——单位代码：】Q3§9学号：鸽{906静{懈3仑肥工母火警HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTERDISERTATIoNo论文题目：纳米结构锰氧化物催化氧化处理染料及造纸废水的研究学位类别：堂压亟±学科专业：(工程领域)业堂工艺作者姓名：三雪导师姓名：张卫缸教授——完成时间：2∞z笙5目纳米结构锰氧化物催化氧化处理染料及造纸废水的研究摘要随着纳米材料制备与应用基础研究的深入，纳米催化剂的研究近年受到广泛关注。本文前期工作已成功地制备了一系列纳米结构锰氧化物，并以其为催化剂应用于催化过氧化氢氧化处

2、理亚甲基蓝染料。本文在前期工作的基础上，对D—Mn02纳米棒和Mn304纳米粒子催化分解亚甲基蓝染料反应的动力学过程进行了的研究，求出以亚甲基蓝染料溶液浓度和过氧化氢浓度为变量的动力学方程。进一步将所处理的染料从单一的亚甲基蓝扩展到多种染料，并配置成与实际废水CoD值相仿的高浓度模拟染料废水，研究了处理过程中各种工艺参数对染料COD去除率的影响，并对反应条件进行了优化，最终处理的高浓度模拟染料废水的脱色率可达到96％、COD去除率达到80％。将此方法应用到实际造纸废水的处理中，实际造纸废水的COD去除率可达到75％左右。研究发现IS-Mn02纳米棒在酸性条件下可

3、直接催化氧化碱性桃红染料模拟废水，过程不用添加过氧化氢、无需加热，结果显示低pH值有利于染料的脱色和降解，动力学研究表明，以B．Mn02纳米棒为催化剂分解碱性桃红染料废水的反应近似为一级反应。对反应前后的溶液进行紫外和红外光谱分析表明，碱性桃红经催化氧化后芳环已断开，生成脂肪胺、NH4+和C02等。关键词：纳米结构；锰氧化物；染料废水；造纸废水；催化CatalyticdecompositionofthedyestuffsandpapermakingwastewaterwithnanostructuredmanganeseoxidesascatalystsAbst

4、ractWimthefurtherstudyofnanomaterials．nanoeatalystshaveattractedwide-rangeinterests．Inourpreviouswork，nanostructuredmanganeseoxideswerepreparedandabriefinvestigationofthesenano—materialsfitscatalyststodecomposemethylenebluedyewasmade．Basedonthepreviouswork，herefurtherresearchofthekin

5、eticsofp-Mn02nanorodsandMn304nanoparticlesascatalyststodecomposemethylenebluedyeisconductedandtheoptimalkineticequationswiththedyestuffsandhydrogenperoxideconcentrationasthecontrolvariables8reobtained．Furthermore，thiscatalyticmethodisextendedfromdealingwithsinglespeciesofdyetoseveral

6、speciesofdyesandahi；ghconcentrationofsimulateddyestuffswastewaterwithitsCODsimilartoactualwastewaterisstudied．Thekeyfactorsofthiseatalyticprocessareinvestigatedandoptimizedparametersareobtained．Undertheoptimalconditions，thedecolourizationrateofthehighconcentrationofsimulateddyestuffs

7、wastewatercanbeupto96％，andtheCODremovalcanbeupto80％．Applyingthismethodtotreatactualpapermakingwastewater,theCODremovalcanbeuptoabout75％．Besides，underlowerpHvalue，p—Mn02nanorodsascatalystscandecomposeBasicSafraninedyedirectly．TheprocessneedsneitherH202norheat．Theresultsindicatethatlow

8、erpHvalueisf