当前我国在水资源和水环境方面遇到巨大挑战,极大地阻碍了我国经济的发展,因而对于水污染的治理到了刻不容缓的地步。水中的污染物通常包括生活排泄物和来自于工业的重金属离子、有机物。传统的处理技术如生物降解法对于部分污染物具有较好效果,而对难降解的有机物则无能为力。芬顿法的适时出现则缓解了这种状况。芬顿法由于具有强氧化性,能有效地对有机物降解,从而受到了研究人员的青睐。对芬顿法的研究也与日俱增,在此基础上,出现了芬顿反应的延伸一类芬顿反应,比芬顿法具有更高的效率。本文以铬磁铁矿作为异相Fenton反应的催化剂,研究其对染料废水的脱色影响。
本文以共沉淀氧化法合成了5个铬含量不同的磁铁矿样品,以XRD对其进行扫描分析,结果表明合成样品为反尖晶石结构,铬的类质同像置换不会明显改变磁铁矿的晶体结构。以热重差重量热扫描分析仪对其进行热分析,结果显示样品的氧化程度小,铬的掺杂能提高磁铁矿的热稳定性。另外对靛蓝二磺酸钠、茜素绿以及甲基橙这三种染料的基本信息做了一个必要的说明。
论文的后续实验主要是以铬磁铁矿分别对靛蓝二磺酸钠(IC)、茜素绿(AG)以及甲基橙(MO)进行吸附和降解实验。具体如下:
在吸附实验中,铬磁铁矿对这三种染料的研究是从溶液pH和铬含量两个方面进行考察。结果表明,对于靛蓝二磺酸钠、茜素绿而言,吸附在1小时后均能达到吸附平衡,pH值越低,越利于吸附的进行,铬掺入磁铁矿的含量越高越利于磁铁矿对其的吸引,对甲基橙来说,pH值越越高,越利于吸附的进行,铬含量的高低并不影响吸附的进行。
在降解实验中,研究是从pH、磁铁矿中铬的含量、H2O2浓度以及催化剂质量四个方面入手。对靛蓝二磺酸钠而言,在pH为2时,降解效果达到最佳,反应进行到75分钟,染料能基本达到完全脱色,铬的掺入量有助于染料的降解,H2O2浓度和催化剂质量的变化在一个范围内对降解产生积极的影响;对茜素绿而言,同样在pH为2时,降解效果最好,但是染料的脱色效果不够,磁铁矿中铬含量的增加有助于染料的降解,H2O2浓度和催化剂质量的变化同样也是在一个范围内对降解产生积极的影响;对甲基橙来说,pH越低,越有利于染料的降解,铬的掺入量越大,越利于降解,H2O2浓度和催化剂质量的变化对其降解的影响表现为在一定范围内,随着量的增加,降解效果提高,超过这个范围,效果反而下降。
最后鉴于三种染料在实验中的不同表现,以它们的结构为起点,对这些不同进行一个探讨分析。