催化臭氧化降解糖蜜酒精廢水的M-,x-O-,y--SnO-,2-催化劑研究.pdf

1、糖蜜酒精廢水是一種高濃有機酸性廢水，因其色度高、化學(xué)耗氧量和生物耗氧量高而不容易處理。目前對于糖蜜酒精廢水的治理主要有資源化治理和直接處理兩大類型，但是這些處理方法各有利弊。本文嘗試采用催化臭氧化處理糖蜜酒精廢水。作為高級氧化技術(shù)之中的一個分支，催化臭氧化處理廢水技術(shù)是一項正在興起的綠色技術(shù)。這主要因為臭氧是一種無二次污染的高效氧化劑，對環(huán)境友好。 提高催化臭氧化效率的關(guān)鍵之處在于產(chǎn)生大量、持久的活性基團(tuán)如·OH自由基，但其本

2、質(zhì)上涉及的是催化劑的選取問題。文中緊緊圍繞高效催化劑的篩選、制備展開。通過催化劑篩選，發(fā)現(xiàn)采用NH<,3>·H<,2>O沉淀法制備的SnO<,2>具有較高催化活性，并采用過渡金屬氧化物和堿土金屬氧化物對其進(jìn)行修飾改性。采用熱分析、原位紅外、吡啶．程序升溫脫附(Py—TPD)技術(shù)對催化劑進(jìn)行了表征，并分析了影響催化劑活性的原因。 熱分析表明，催化劑活性與SnO<,2>去羥基化反應(yīng)進(jìn)行的程度有關(guān)。臭氧分子紅外光譜的吸附與脫附研究顯

3、示，暴露于干燥空氣制得的臭氧之下的NiO-SnO<,2>、Fe<,2>O<,3>-SnO<,2>、CoO-SnO<,2>和ZnO-Sno<,2>催化劑出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。堿土金屬氧化物修飾的SnO<,2>則顯示了良好的脫附性能。吡啶吸附催化劑的紅 基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(No.20466001)、廣西大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究重點項目(合同編號：No．2004ZD01)和廣西自然科學(xué)基金資助項目(0135015)外光譜顯示，SnO

4、<,2>和堿土金屬氧化物修飾的SnO<,2>表面僅存在L酸，而催化劑NiO-SnO<,2>、Fe<,2>O<,3>-SnO<,2>與CoO-SnO<,2>表面存在B酸和L酸。Py-TPD表明，SnO<,2>表面存在四類酸中心，分別為物理吸附中心、弱酸中心、中強酸中心和強酸中心。由過渡金屬氧化物修飾的SnO<,2>中強酸酸量比例的增加導(dǎo)致催化劑活性降低，而這歸因于B酸的存在。堿土金屬氧化物主要起到了調(diào)變SnO<,2>各個酸中心酸量的分布比

5、例及L酸強度的作用。BaO的修飾比例存在最佳值，低于或超過4:6(BaO:SnO<,2>)比例，均降低催化劑的活性。高溫焙燒致使SnO<,2>和BaO-SnO<,2>催化劑的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，SnO<,2>和BaO-SnO<,2>適宜的焙燒溫度均為723K。延長催化臭氧化反應(yīng)時間對提高脫色率有利。但反應(yīng)進(jìn)行8h的數(shù)據(jù)表明，BaO-SnO<,2>(4∶6)催化劑存在失活現(xiàn)象。催化臭氧化反應(yīng)更適宜在廢水的原始pH值下進(jìn)行。脫色率隨著臭氧濃度的增