微波催化氧化苯酚研究综述

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1、：生产与环境．微波催化氧化苯酚研究综述王书敏于慧(重庆文理学院，重庆永川402168)摘要：根据国内外最近几年的研究情况，从微波催认知，为应用并推广微波催化氧化技术提供参考。化氧化苯酚的机理、效能、动力学等方面详细介绍了应用微波技术降解苯酚的研究情况。各类研究指出，微波辐照1微波催化氧化苯酚机理对于提高反应体系的效能是极其有效的，适宜催化剂也表1．1微波催化氧化机理的传统观点现出较高的催化效能。但在微波催化氧化苯酚的机理、研微波催化氧化的机理一般归结为热效应和非热效应[2,31，究规模、反应动力学等方面仍需要完善。在实际应用中，为提高微波降解苯酚

2、的反应速率，往往把微关键词：微波；催化氧化；苯酚；综述波技术和其他高级氧化技术或催化剂联用，以加速羟基化过程，提高反应效率。Huang和Shu(1995)H】把微波和H0苯酚是一种重要的化工原料，主要用于生产酚醛树联用，降解苯酚的过程归结为以下几个步骤。脂、双酚A、己二酸、己内酰胺、苯胺、烷基酚、水杨酸等，此H，0，．20H·(1)外还可用作溶剂、消毒剂和试剂等，在合成纤维、塑料、医H202+OH·H02·+H20(2)药、合成橡胶、香料、农药、染料等方面具有广泛的应用。苯H202+HO2·0H·+HO2+02(3)酚废水排放量大、可生化性差、毒

3、性大，一直以来都是处理20H·—H202(4)难点，我国现行的给水排水标准中也对苯酚浓度做了严格2HO2·H202+02(5)的限制，因此急需寻求高效的处理方法。萃取、生物降解、OH·+HO2·—}H20+02(6)高级催化氧化等技术是苯酚废水常用的处理方法。然而，C6H50H+0H·—C6}15(OHh+C6H402(7)萃取技术成本较高，不适用于苯酚浓度较低的情况，难以OH·+CH(0H)：—C02+H：o(8)普及；生物降解在稳定性、高效性等方面尚需完善。高级催c6H4O2+OH’—}C02十H20(9)化氧化技术以其清洁高效的特点正成为苯

4、酚废水处理的1．2微波催化氧化机理新发现主流方向，其中，微波催化氧化技术操作方便、处理时间一般认为，在有活性炭或其他金属催化剂存在的情况短、反应彻底、设备简单，日益引起人们的关注l1_。下，微波能够进行高效催化氧化是由于催化剂对微波的吸近年来，国内外学者就微波催化氧化的机理、适宜催收，致使某些表面点位被选择性地加热至高温，有机物得化剂的制备、影响因素以及反应动力学等做了大量研究，在综合了近几年研究成果的基础上，对这些研究结果进行收稿日期：2010—06-22系统的分析和评述，有利于发现存在的问题，启迪解决思作者简介：王书敏，博士生，讲师，主要从事

5、环境污染监路，探寻进一步研究的突破点，加深对反应实质的理解和控研究。SAFETYHEALTH＆ENVIRONMENT@熏⋯⋯⋯⋯生产与，环境以去除。然而，吴慧英等的研究发现活性炭一微波辐射法化学计量要求)是缩短反应时间、矿化水溶性苯酚的关键。去除苯酚的机理是反应体系温度的升高导致了活性炭的Prasannakumar等(2009)渊得出的苯酚最佳降解条件为苯加速吸附，而不是微波催化氧化作用，其推断的依据是反酚初始浓度300mg／L，微波功率668W，辐照时间60s，在应体系中未发现苯酚转化中间产物的生成，同时，微域爆此条件下，苯酚降解率可达到82．

6、36％。赵德明等(2009)[91炸作用引起了活性炭孑L隙结构的变化。利用MW／O，系统氧化降解苯酚，发现降解速率与臭氧投量、苯酚初始浓度、溶液初始pH值和反应温度等有关，强2微波催化氧化苯酚效能碱性条件下，有利于苯酚的降解，反应温度对苯酚的降解微波技术是提高双氧水、臭氧等氧化剂羟基化效率的影响不大。徐科峰等(2006)㈣发现在类Fenton试剂体系中重要手段，可以显著提高苯酚的降解效能，已成为催化氧引入微波，可较明显降低反应活化能，提高反应速率和去化降解苯酚饱受关注的方法。除率。Lai，eta1．(2008)t6]发现微波场中Co0表面的亲电氧

7、离适当的催化剂是提高微波催化氧化效能的重要因素。子对苯酚的降解与氧气有关，在恰当条件下，苯酚可以被微波主要是与催化剂或其载体发生作用将其激活，随后被降解成无害产物(二氧化碳和丙二酸)，同时指出图1所示激活的催化剂再催化相应反应的进行。催化剂表面可以吸苯酚附部分苯酚分子，同时，微波的选择性加热也可能导致苯酚分子的释放。微波可以促使羟基自由基的产生，从而氧化苯酚，同时，也促使其他分子重新合成苯酚分子Ill】。表1是部分研制的催化剂及其运行效果。从表1可以看出，能与微波发生强相互作用的主要是铁磁性金属，以及P区元素的氧化物和过渡金属氧化物。铁磁性金属具

8、有强烈的吸波作用，P区元素的氧化物和过渡金属氧化物存在变价现象，不同价态的离子可共存于同图1Co3O4表面苯酚降解途径一晶体中，形成非化