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(jī)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(duì)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(jí)氧化技術(shù)之中的一個(gè)分支，催化臭氧化處理廢水技術(shù)是一項(xiàng)正在興起的綠色技術(shù)。這主要因?yàn)槌粞跏且环N無二次污染的高效氧化劑，對(duì)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(duì)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(duì)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(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.20466001)、廣西大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(合同編號(hào)：No．2004ZD01)和廣西自然科學(xué)基金資助項(xiàng)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(qiáng)酸中心和強(qiáng)酸中心。由過渡金屬氧化物修飾的SnO<,2>中強(qiáng)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(gè)酸中心酸量的分布比

5、例及L酸強(qiáng)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(zhǎng)催化臭氧化反應(yīng)時(shí)間對(duì)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