资源描述：
《造纸废水降解二氧化钛改性催化剂的制备.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、造纸废水降解二氧化钛改性催化剂的制备第一章 绪论1.1研究的目的及意义 随着我国染料工业的稳定发展，印染行业已成为工业废水的排放大户。据不完全统计，全国印染废水排放量约为3×106～4×106m3/d[1]，主要来源于染料及染料中间体生产行业，由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。我国染料工业具有小批量、多品种的特点，大部分是间歇操作，废水间断性排放，水质水量变化范围大。染料生产流程长，产品收率低，废水组分复杂、浓度高色度深(500～50万倍)[2]。废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为
2、母体，并带有显色基团(如一N=N-、-N=O)及极性基团(如一S03Na、-OH、-NH2)。废水中还含有较多的原料和副产品，如卤化物、硝基化合物、苯胺、酚类等，以及无机盐如NaCI,Na2S04,Na2S等。由于染料生产品种多，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展，从而使染料废水处理难度加大。染料废水的处理难点:一是COD高，BOD/COD值小，可生化性差;二是色度高，且组分复杂。 从理论上讲，多种物理化学方法和生物方法都可以用于染料废水的脱色处理，如物理化学法[3](常用的有吸附法、膜技术絮凝沉淀、吸附、离子交换、超滤
3、、渗析等)、化学法(如氧化[4]混凝法[2]、电解法[1,5,6]等)、生物法(投菌法、厌氧好氧工艺等)、光氧化[7～13]及超声波降解方法[14,15]。考虑到工业效率与处理成本，目前工业上常用的方法有絮凝沉淀(气浮)物降解等方法。其处理机理大致为两种:(1)富集发色物质，再分离去除；(2)破、电解、氧化、吸附、生坏发色物质，以达到脱色和降解有机物的目的。化学氧化法一般采用湿式氧化法，设备造价高，其中O3氧化法效果较好，但O3投加量大、成本高。Cl氧化法虽处理效果好，但它容易与水中有机物生成毒性很大的氯代有机物，造成二次污染。吸
4、附法只对亲水性染料作用明显，并且易受水中悬浮物、染料和油脂的影响而失效，同时吸附剂用量大、费用高;而混凝法仅对疏水性染料效果明显，而对亲水性染料的脱色效果差、COD去除率低。生物法具有占地面积小、运行成本低、无二次污染的优点，但近年来由于化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机大分子进入印染废水，原有的生物处理系统对CODMn的去除率从70%降到50%左右，甚至更低。所谓Ti02光催化氧化降解，就是在水中加人一足量的光敏半导体材料，结合具有一定能量的光照射和超声波辐射，光催化剂被光激发出电子一空
5、穴对，而吸附在半导体表面的水及污染物的分子接受光生电子对一空穴对，同时超声波能活化光催化剂，也能产生羟基自由基，从而发生一系列的氧化还原反应，使有毒、有色污染物降解为无毒或毒性较少的物质的一种水处理方法。 由于甲基橙是一种常用的偶氮染料，在染料废水具有一定的代表性，另外甲基橙在462nm处有一特征吸收峰，易于实验和检测。故选用甲基橙做本论文研究的对象。本论文所使用的催化剂是无毒和价廉的Ti02半导体，光源是375W紫外灯，实验装置为组合式催化箱，实验装置简单，具有高效率、可操作、去污率高等突出优点。因此本文通过光催化降解甲基橙
6、来研究染料废水的降解。 1.2介孔材料概述 按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC,InternationalUnionofPureandApplied Chemistry)的定义,介孔材料(mesoporousmaterials)是指孔径介于2～50nm的多孔材料,介孔材料的孔径分布介于微孔(micropore,孔径<2nm)和大孔(macropore,孔径>50nm)之间。1992年,利用模板法合成M41S系列有序介孔SiO2材料的研究工作首次被报道出来,此后多种材料(TiO2、ZrO2、Nb2O5、V2O5等)的介孔
7、结构相继被合成出来。光催化是指当光照射光催化材料时,在其表面上进行的化学反应的反应速率或反应产物发生改变的催化现象。目前光催化的研究主要集中在光催化分解水制氢和光催化降解有害污染物方面,这对人类获得可再生能源、净化环境有重要的意义。TiO2是一种在紫外光照射下具有光催化活性的重要金属氧化物半导体材料,在环境净化、太阳能转换、化学传感等方面有广泛的应用。从应用的角度看,介孔TiO2具有较大的比表面积,均匀的孔径及规则的孔道分布,使其具有普通颗粒TiO2无法比拟的优势。对介孔TiO2的光催化性质研究表明,介孔结构可以明显提高TiO2的
8、光催化性能,对有害气体液体等的光催化降解,效率明显高于纳米颗粒TiO2,并且在特定情况下已经超过高效光催化剂P25。此外,在染料敏化太阳能电池中,用介孔TiO2作电极比用普通纳米晶TiO2。1.2.1介孔材料的基本性质 介孔材料是一种孔径介于微
