有机染料的催化氧化处理【文献综述】

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1、毕业论文文献综述高分子材料与工程有机染料的催化氧化处理1.引言颜色的出现是工业废水中所具有的特性，包括染料制造、牛皮纸厂生产、制革工业、纺织废料、及其他的工业垃圾（例如：食品和化妆品）。像上述的例子如，在TNT炸药（三硝基甲苯）的制造过程中，会有一种鲜明的红色废物产生于TNT净化阶段，是通过增加硫酸盐来消除不对称的TNT异构体（例如2、3、5-TNT、2、4、5-TNT）。大量的可溶性磺化芳烃的产生就与这些所谓的红色水有关。其他颜色的化合物也产生于各种行业中的某一个化学过程，例如，蒸煮、漂白纸浆和造纸工业。氯化木素化合物主要是由于这种颜色化合物而产生的。大量的彩色化合物的产生反映出这样一个事

2、实：传统的漂白浆生产一吨软木牛皮纸需要200到300公斤的颜料，这些化合物中有一些很难被识别。大部分的这些高分子量的彩色化合物很难被生物降解，因此很少有颜色在生物系统中去除。例如，颜色去除率在二次处理过程中，为处理漂白牛皮纸厂的废水（BKME），从负到32%，更有效率的是，COD去除率从39%增到71%，BOD7（生化需氧量）去除率从81%增到99%。虽然最新进展的“清洁技术”已经通过转换传统的漂白工业为二氧化氯的替代工业，甚至利用氧气去除木质作用得到无氯漂白含氯化合物。但是污水中仍然存在大量的含有颜色的化合物。在纺织和制革业，色彩是经过染色或印花被应用到成品上，导致产生不同的废水。出水（包

3、括上浆，退浆，精炼，漂白，染色，漂洗，整理废物）包含具有高强度不固定的彩色染料。虽然人们认为，在纺织污水中，是对“有色”化合物的浪费，事实上，可能由数以百计不同的色调与色彩组成，因为它们表现出的光吸收波长范围在350-500nm。这些染料的浓度低至0.1毫克/L，将产生一系列A465（吸光度为465nm）=50。基于环保局的有毒物质释放库存，每年大约2200公斤的四项危险染料被排放到公共拥有的治理工程。目前，染料废水中的颜色，以及其他在加工过程中残余的化学试剂，从原料和其他有害物质的整理过程中产生的杂质，包括聚乙烯醇，淀粉，表面活性剂，杀虫剂。在纺织行业的杀菌剂，已经提出了废水处理的重大问题

4、。除了高有机质量，低展品纺织废水的BOD/COD的比值（<0.14）因此染料被生物降解很困难。最后流出物从纺织废水处理厂始终表现出一定程度的颜色强度。至少可以这样说，具有颜色的废物很难排放到受纳水体中。虽然并非所有的染料是有毒的化合物，但是有一些可以产生有害的芳香胺。公众对于无色废水的需求，按照严格的法规要求对废水进行颜色消除处理，难度非常大还需要高昂的代价。2.染料背景为了更好地了解有色化合物的复杂结构的处理和毒性，简要回顾了上述已经提过的一般染料和其特殊结构。经常被使用于纺织和皮革行业的染料包括酸性染料、碱性染料，直接、分散、媒染剂，活性、含硫、偶氮和还原染料。酸性染料是一种水溶性阴离子

5、染料，因为含有酸性官能团取代基，如硝基，羧基，磺酸基。通过添加一个磺酸基，非溶性染料变成可溶性染料。基本的染料是阳离子型，通常含有氨基的发色团。直接染料是具有高度的水溶性盐，这种水溶性盐一般是含有磺酸的偶氮染料。活性染料，类似于直接染料，也是具有高度水溶性的阴离子染料，但是其通过共价键的结合，而产生对纺织纤维优异的耐湿性。分散染料绝大部分是不溶于水的非离子型染料，被应用于从水溶液中分散的疏水性纤维。这些多环染料和溶液PH值的电荷和疏水特性可以解释为在染色过程中和后续处理过程中染料的环境命运。从外文文献查阅到商业染料结构极为复杂，特定的染坊消耗不同的染料见图1。图1流量为1吨的染坊消耗各种染料

6、的量金属络合染料由于过度金属的存在，呈现出容易洗涤，且洗涤牢固性（不褪色），这种类型的过渡金属如甲亚胺铬，铜酞菁（活性蓝21），和直接蓝80,4镍在双二硫苯镍或钴，即在染料分子和织物之间改变其表面化学性。例如，羊毛和地毯行业大多数使用的都是铬染料。在当今使用的染料中，金属复杂偶氮染料占据酸性染料的31%，和直接染料的5%。在脱色阶段，释放金属，也许可以抑制在经历生物降解过程中的浪费。3.染料废水特点在染料过程中，有大量重要的没有被使用染料残留在废水中。特别是活性染料，因为水解活性染料形式在纺织基材中并没有亲和力。在碱性条件下，活性染料形成一个活性的乙烯砜基(-SO2-CH=CH2)，能够结合

7、形成纺织物。不幸的是，经过乙烯砜基的进一步水解，水解副产物不会与纺织物结合。因此，平均30%被应用的活性染料存在水解形式，可以进入废水。染色过程结束后，作为高浓度为800毫克/L的水解染料可能会留在水浴中。通常情况下，90%的活性染料将通过废水处理厂。如果没有足够的处理，这些染料可能稳定并在较长时间地存在于环境中，例如，水解活性蓝19的半衰期：在PH=7和25℃的条件下大约是46年。通常情况下，有色可溶性化合