超声与负载金属活性炭联用降解甲基橙溶液
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一
果 可 以看 出 ， 吸 附 过 程 进 行 到 ３ ５ｈ时 ， 性 炭 对 甲 基 橙 的 在 ． 活
、一
吸 附 基 本 趋 于 恒定 。 表 明 活性 炭 对该 浓 度 甲基 橙 水 样 的 吸附
平 衡 时 间 为 ３ ５ｈ ． 。
静 世
功 率 （ ） Ｗ
图３ 超 声波功率对 甲基橙降解效 果的影响
２ ７ 负载金 属 活性 炭 投 加 量对 有机 物 去 除 的 影 响 ．
取 ３个 浓 度 为 ２０ ｍ ／ ０ ｇＬ的 １０ｍ ０ Ｌ甲 基 橙 水 样 ， 别 加 分
入 ０ ３ ０ ９ １５ｇ活性炭 ， ． 、． 、． 搅拌 ， 静置 ， 每隔 ３ ｉ 上清液 ０ ｍｎ取 １次 ， 定 其 降 解 率 ， 验 结 果 如 图 ８所 示 。 由 结 果 可 以 看 测 试
一 一 瓣齄世 率为 ４ 超声 作用 ３ ｎ时 ， ０ｗ ０ｍｉ 对甲基橙降解率变化最快 ， 而
吸附时间 （ ｈ） 圈６ 活性炭对 甲基橙 吸附平衡 曲线
２６ 活性 炭 吸 附 剂投 加 量对 甲基 橙 降解 率 的 影 响 ．
取 ３个 １０ｍ ０ Ｌ浓度 为 ２ ０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ甲基 橙 水 样 ， 别 加 入 分 ０ ３ ０ ９ １５ｇ 性 炭 ， 室 温条 件 下 搅 拌 ， 置 ， 隔 ３ ｉ ． 、． 、． 活 在 静 每 ０ｍ ｎ
（ 里 木 大 学 机 械 电 气 化工 程 学 院 ， 疆 阿 拉 尔 ８３ ０ ） 塔 新 ４ ３ ０
摘要 Fra Baidu bibliotek 甲基橙溶液进行超声降解 ， 对 从溶液 ｐ Ｈ值 、 超声频 率 、 功率 、 反应时 间、 活性 炭投加量 等方面 降解 甲基橙 溶液。试验结果表 明， 先经过 ２ Ｈ 、０Ｗ 超声处理 ３ ｉ ， 由负载金属活性炭静态 吸附 ５ ｉ， ５ｋ ｚ４ ０ｍｎ后 再 ０ｍｎ 甲基橙降解率
超声 降解 ３ ｉ， 验结 果 如 图 ３所 示 。从 结 果 看 出 ， 同功 ０ｍｎ 试 不 率 的超声波对 甲基橙降解 率有一定 的影响 ， 随着超声 电功 率
作者简介 ： 郑文轩（ ９０ １８ 一）， ， 男 河南开封人 ， 硕士研 究生 ， 讲师 ， 主要
的增加 ， 系的降解率均有 明显提高 。分析其原因 ： 体 提高声功
２ ８ 超 声 一负载 金 属 活 性 炭 联 合使 用 去 除 甲基橙 ．
ｐ Ｈ值 图５ 溶液ｐ Ｈ值对 甲基橙 降解效 果的影响
取 浓 度 为 ２ ０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的 甲基 橙 水 样 溶 液 ５ ０ｍＬ ｐ 值 为 ０ ，Ｈ ３ ０ 置 于 ２ Ｈ 、０Ｗ 的 超 声 反 应 器 中进 行 催 化 降 解 ， 制 ．， ５ｋ ｚ４ 控 反 应 温度 为 ２ ５℃ 左右 ， 声 波 处 理 ３ ｉ 后 各 取 １０ｍＬ超 超 ０ｍ ｎ ０
超声波发生器 ； 层控温 处理 槽 ； 双 超声换 能 器 ； 功率计 ； Ｕ Ｖ一１０ ８０型紫外 一可见 分光 光度计 ； Ｈ ｐ Ｓ一２ ５型 ｐ Ｈ计 ； 电
子 分 析 天平 ； 甲基 橙 ； 质 活 性 炭 等 。 木
１２ 试 验 装 置与 分 析 方 法 ．
发生崩溃 ， 导致空化减弱。
一
４ ８一 ７
江苏农业科学
２ １ 年 第 ３ 第 ４期 ０１ ９卷
郑文轩， 杨
瑛．超声与负载金属活性炭联用 降解 甲基橙 溶液［ ］ Ｊ ．江苏农业科学 ，０ １３ （ ）４ ８—４９，８ ２ １ ，９ ４ ：７ ７ ４２
超声 与 负 载金 属 活 性炭 联 用 降解 甲基 橙 溶 液
郑 文 轩 ，杨 瑛
降 解 率 根 据 样 品 吸 光 值 计 算 ： 解 率 ＝（ 降 １一Ｃ Ｃ ） ／ ｏ １０ 。 式 中 ： 为 甲 基 橙 初 始 含 量 ； ０％ Ｃ为 处 理 后 的 甲 基 橙
收 稿 日期 ：００— ９—２ ２１ ０ ８ 基 金项 目： 里 木 大 学 校 长基 金 （ 号 ：Ｄ Ｋ Ｎ ９ ０ ） 塔 编 Ｔ Ｚ Ｑ ００２ 。
１ １ 主 要 仪 器 与 试 剂 ．
率。分析原 因： 由于频率增 高 ， 声波 膨胀相 的时间相应变短 ，
空化 核 来 不 及 增 长 到 可 产 生 效 应 的 空 化 泡 ， 者 即便 空 化 泡 或 可 以形 成 ， 由 于压 缩 相 时 间 也 短 ， 化 泡 可 能来 不 及 收 缩 至 但 空
处理时间 （ ｉ ａ ｒ ｎ） 图４ 超声波处理 时间对 甲基橙降解效果的影响
２４ 溶 液 ｐ 值 对 甲基 橙 降 解 率 的 影 响 ． Ｈ
取浓度为 ２０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的 甲基 橙 溶液 ５ ０ ｍ ， 于功 率为 ０ Ｌ 置 ４ 频率为 ２ Ｈ ０ ｗ、 ５ｋ ｚ的反应 器 中进行 超声处 理 ， 温度控 制在
一 ７所示 。从结果 取上清液 １次 ， 测定其降解率 ， 试验结果如 一 图 醉 世
后不断增加处理时间 ， 甲基橙降解率变化不大 。所 以 ， 从经济
效益考虑 ， 再延长处理时间不是最佳选择 。 一
可见 ， 当吸附剂投加量 由 ３ｇＬ增加 到 ９ｇ Ｌ时 ， 甲基 橙 的 ／ ／ 对 最大降解率由５ ． ％增加到 ５ ． ％ ， ５５ ８６ 当投加量增 加到 １ Ｌ ５ 时， 甲基橙 的降解 率达 ６ ％。 由降解 率可 以看 出 ， ２ 吸附 剂投 加量对 甲基橙降解 率有一定 的影响 ， 降解率 随投加量 的增加 而增 加。但吸附剂 的投 加量 也不能一 味地 增加 ， 因从实 际需 要以及经济效益多方考虑 ， 从而确定最佳吸附剂投 加量。
的微 量 呈 溶 解 状态 的有 机 物 。活 性 炭 吸 附 的 应 用 非 常广 泛 ，
２ １ 超声频率对甲基橙 降解率的影响 ．
取浓度为 ２０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的甲基橙溶液 ５ ０ｍ ，Ｈ值为 ３０ ０ Ｌｐ ．，
功率 为 ４ 反应器温度控制在 ２ ０ｗ， ５℃左右 ， 频率分别为 ２ 、 ０
２ 结 果 与 分 析
崩溃 消失 ， 同时在其周 围的极小 空 间范 围 内产 生局 部高 温
（ 达 ５０ ０Ｋ） 高 ０ 和局 部 高 压 （ 达 ５ ａ ， 随 出现 强 烈 的 可 ０ＭＰ ） 伴
冲击波和微射流（ 速度高达 １０ｍ ｓ 。 ０ ／ ） 活性炭吸附法多用 于去 除生物或物理 、 化学 法不能去 除
以至它在声波 的压缩相 内来 不及发生崩溃 ， 从而使瞬态空化
郑文轩等 ： 超声与负载金属活性 炭联用降解 甲基橙溶 液
・ ７ － － — ９－ —４ — —
活 性 炭 ， 室 温 条 件 下 进 行 搅 拌 ， 置 ， 隔 ３ ｉ 上 清 液 在 静 每 ０ｍ ｎ取 １ ， 算 活 性 炭 对 甲基 橙 的 降 解 率 ， 果 如 图 ６所 示 。 由结 次 计 结
利用超声技术降解水 中的污染物 ， 是一种适应绿 色化学 化 工 发 展 方 向 的 一 项 新 技 术 … 。超 声 技 术 降 解 水 中 的 有 机
物， 主要 利 用 了超 声空 化 效 应 。空 化 现 象 是 指 在 超 声 波 传
播的膨胀周期 内， 对液体产生负压效应 ， 使液体断裂而产生空
２ ２ 超 声 功 率 对 甲基 橙 降解 率 的 影 响 ． 取 浓 度 为 ２０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的 甲基 橙 溶 液 ５ ０ｍ ，Ｈ值 为 ３ ０ ０ Ｌｐ ．， 将反应器温度控制在 ２ ５℃ 左 右 ， 验 选 择 降解 效 果 相 对 较 好 试
的 ２ Ｈ 超声频率 ， ５ｋ ｚ 超声 电功率分别 为 １ ２ 、０ ４ 、０Ｗ， ０、０ ３ 、０ ５
出 ， 负 载 金 属 活 性 炭 在 投 加 量 为 １ ／ 未 ５ｇ Ｌ时 对 甲基 橙 的 降 解 率为 ６ ％ ， ２ 而在相 同条件下负载金 属活性炭对 甲基橙 的降解 率 为７ ． ％ ， ２ ．６ 。所 以用 负 载 Ｍｎ—Ｃ ５ ８ 高 ２２％ ｕ—Ｋ木 质 活 性 炭催 化 氧化 体 系处 理 甲基 橙 的效 果要 优 于 不 加 金 属 的活 性 炭 的处 理 效 果 。
温度为 ２ ５℃ 左 右 。 每 隔 １ ｉ 样 分 析 ， 究 甲 基 橙 降 解 ０ｍ ｎ取 研 率 随 时 间 变化 规 律 ， 果 如 图 ４所 示 。从 结 果 可 以看 出 ， 着 结 随 超 声 作 用 时 间 的增 加 ， 基 橙 降 解 率 也 在 逐 渐 增 加 。 当 电 功 甲
２ 、３４ Ｈ ， 声 降解 ３ ｎ 试 验 结果 如 图 ２ 示 。从 试 ５３ 、０ｋ ｚ超 ０ｍｌ， 所 验结 果 看 出 ，５ｋ 的超 声 辐 射 频 率 效 果 略 好 于 其 他 ３种 频 ２ Ｈｚ
是非常有前景的水处理技术之一 ， 常用于微污染水源的净化 、
城 市 污 水 及 有 机工 业 废 水 深度 处 理 等 。 １ 材料 与方 法
２ ５℃左 右 ， 液 ｐ 溶 Ｈ值 在 １０～１ ． ． １０范 围 内进 行 变 化 ， 究 甲 研
处理时间 （ ｈ） 图７ 普通活性炭作用时 间对 甲基橙降解效果 的影响
基橙降解 率 ， 试验结果如图 ５所示 。从结果可 以看 出， 甲基 橙
在 酸性 条件 下 降解 较 快 ， 酸 性 条 件 越 强 降 解 效 果 越 好 。 分 且 析原因 ： 甲基 橙 水 溶 液 具 有 染 料 与 酸 碱 指 示 剂 的典 型特 征 。 其 分子 结 构 与颜 色均 随水 溶 液 ｐ 值 而 变 化 』 Ｈ 。
达到 ９．％。 １１ 关键词 ： 超声波 ；活性炭 ； 降解 ；甲基橙 中 图分 类 号 ： ５ Ｘ２ 文献 标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０２—１０ （０ １ ０ ０７ ０ １０ ３ ２ ２ １ ）４— ８— ２ ４
含量 。 １ ３ 甲基 橙 溶 液 的 配制 及 试 验 方 法 ．
穴， 形成空化核 ， 生成充满气体 的气泡 。空化出来 的气泡一生 成便受到来 自相邻压缩 区的压力 ， 使气泡在 极短时 间内迅 速
取浓度为 ２ ０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的甲基橙水样作为处理液 ， 加入超声 处 理 槽 中进 行超 声 反 应 ， 应 中通 过 调 节 反 应 器 冷 凝 水 的 流 反 速控制反应温度 。超声辐 射 每隔一定 时 间后取样 ， ７ ６ ｅ 用 ５ ｐ 型分光光度计在最大吸收波长 ５９ｎ １ ｍ处检测其 吸光度 ， 计算 降解率。
减弱 。此外 ， 强增 大 ， 声 非线性引起 的附加衰减也随之增大 。 ２３ 超 声处理 时间对 甲基橙 降解 率的影响 ． 取浓度为 ２０ｍｇＬ的甲基橙溶液 ５ ０ｍ ，Ｈ值为 ３０， ０ ／ ０ Ｌｐ ． 置 于 ４ 、５ｋ 的超 声 反 应 器 中进 行 超 声 降 解 ， 制 反 应 ０ｗ ２ Ｈｚ 控
率可增 加超声空 化现象 的发生 ， 而增强声 化学反应效 应。 从 但 是 ， 高 声 强 下 ， 化 泡 在 声 波 的膨 胀 相 内 可 能 增 长 过 大 ， 在 空
从事超声处理技术 、 与信息工程材料及功能 器件 的研究。 声学
通信 作者 ： 杨 瑛 ， 师 ， 讲 主要从 事 超声 处 理及 声 学器 件 的 研究 。 Ｅ—ｍ ｉ ＠ ｄｙ＠ ｓｈ ．０ ａｌ ｙｙ ｏｕ ｃｍ。 ：
２５ ２ ４
试验 装 置 见 图 ｉ 。
２３
褂 ２ ２ 碴 ２ ｌ
逝 ２ ０
ｌ ９ １ ８
１ 超声波发生器 ；２ 匹配网络 ；３ 处理液 ． ． ． ４ 温度计 ；５ 超声换能器 ；６ ． ． 功率汁
图 １ 试 验 装 置
频 率 （ Ｈｚ） ｋ 图２ 超声 波频率对 甲基橙降解效果的影响
果 可 以看 出 ， 吸 附 过 程 进 行 到 ３ ５ｈ时 ， 性 炭 对 甲 基 橙 的 在 ． 活
、一
吸 附 基 本 趋 于 恒定 。 表 明 活性 炭 对该 浓 度 甲基 橙 水 样 的 吸附
平 衡 时 间 为 ３ ５ｈ ． 。
静 世
功 率 （ ） Ｗ
图３ 超 声波功率对 甲基橙降解效 果的影响
２ ７ 负载金 属 活性 炭 投 加 量对 有机 物 去 除 的 影 响 ．
取 ３个 浓 度 为 ２０ ｍ ／ ０ ｇＬ的 １０ｍ ０ Ｌ甲 基 橙 水 样 ， 别 加 分
入 ０ ３ ０ ９ １５ｇ活性炭 ， ． 、． 、． 搅拌 ， 静置 ， 每隔 ３ ｉ 上清液 ０ ｍｎ取 １次 ， 定 其 降 解 率 ， 验 结 果 如 图 ８所 示 。 由 结 果 可 以 看 测 试
一 一 瓣齄世 率为 ４ 超声 作用 ３ ｎ时 ， ０ｗ ０ｍｉ 对甲基橙降解率变化最快 ， 而
吸附时间 （ ｈ） 圈６ 活性炭对 甲基橙 吸附平衡 曲线
２６ 活性 炭 吸 附 剂投 加 量对 甲基 橙 降解 率 的 影 响 ．
取 ３个 １０ｍ ０ Ｌ浓度 为 ２ ０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ甲基 橙 水 样 ， 别 加 入 分 ０ ３ ０ ９ １５ｇ 性 炭 ， 室 温条 件 下 搅 拌 ， 置 ， 隔 ３ ｉ ． 、． 、． 活 在 静 每 ０ｍ ｎ
（ 里 木 大 学 机 械 电 气 化工 程 学 院 ， 疆 阿 拉 尔 ８３ ０ ） 塔 新 ４ ３ ０
摘要 Fra Baidu bibliotek 甲基橙溶液进行超声降解 ， 对 从溶液 ｐ Ｈ值 、 超声频 率 、 功率 、 反应时 间、 活性 炭投加量 等方面 降解 甲基橙 溶液。试验结果表 明， 先经过 ２ Ｈ 、０Ｗ 超声处理 ３ ｉ ， 由负载金属活性炭静态 吸附 ５ ｉ， ５ｋ ｚ４ ０ｍｎ后 再 ０ｍｎ 甲基橙降解率
超声 降解 ３ ｉ， 验结 果 如 图 ３所 示 。从 结 果 看 出 ， 同功 ０ｍｎ 试 不 率 的超声波对 甲基橙降解 率有一定 的影响 ， 随着超声 电功 率
作者简介 ： 郑文轩（ ９０ １８ 一）， ， 男 河南开封人 ， 硕士研 究生 ， 讲师 ， 主要
的增加 ， 系的降解率均有 明显提高 。分析其原因 ： 体 提高声功
２ ８ 超 声 一负载 金 属 活 性 炭 联 合使 用 去 除 甲基橙 ．
ｐ Ｈ值 图５ 溶液ｐ Ｈ值对 甲基橙 降解效 果的影响
取 浓 度 为 ２ ０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的 甲基 橙 水 样 溶 液 ５ ０ｍＬ ｐ 值 为 ０ ，Ｈ ３ ０ 置 于 ２ Ｈ 、０Ｗ 的 超 声 反 应 器 中进 行 催 化 降 解 ， 制 ．， ５ｋ ｚ４ 控 反 应 温度 为 ２ ５℃ 左右 ， 声 波 处 理 ３ ｉ 后 各 取 １０ｍＬ超 超 ０ｍ ｎ ０
超声波发生器 ； 层控温 处理 槽 ； 双 超声换 能 器 ； 功率计 ； Ｕ Ｖ一１０ ８０型紫外 一可见 分光 光度计 ； Ｈ ｐ Ｓ一２ ５型 ｐ Ｈ计 ； 电
子 分 析 天平 ； 甲基 橙 ； 质 活 性 炭 等 。 木
１２ 试 验 装 置与 分 析 方 法 ．
发生崩溃 ， 导致空化减弱。
一
４ ８一 ７
江苏农业科学
２ １ 年 第 ３ 第 ４期 ０１ ９卷
郑文轩， 杨
瑛．超声与负载金属活性炭联用 降解 甲基橙 溶液［ ］ Ｊ ．江苏农业科学 ，０ １３ （ ）４ ８—４９，８ ２ １ ，９ ４ ：７ ７ ４２
超声 与 负 载金 属 活 性炭 联 用 降解 甲基 橙 溶 液
郑 文 轩 ，杨 瑛
降 解 率 根 据 样 品 吸 光 值 计 算 ： 解 率 ＝（ 降 １一Ｃ Ｃ ） ／ ｏ １０ 。 式 中 ： 为 甲 基 橙 初 始 含 量 ； ０％ Ｃ为 处 理 后 的 甲 基 橙
收 稿 日期 ：００— ９—２ ２１ ０ ８ 基 金项 目： 里 木 大 学 校 长基 金 （ 号 ：Ｄ Ｋ Ｎ ９ ０ ） 塔 编 Ｔ Ｚ Ｑ ００２ 。
１ １ 主 要 仪 器 与 试 剂 ．
率。分析原 因： 由于频率增 高 ， 声波 膨胀相 的时间相应变短 ，
空化 核 来 不 及 增 长 到 可 产 生 效 应 的 空 化 泡 ， 者 即便 空 化 泡 或 可 以形 成 ， 由 于压 缩 相 时 间 也 短 ， 化 泡 可 能来 不 及 收 缩 至 但 空
处理时间 （ ｉ ａ ｒ ｎ） 图４ 超声波处理 时间对 甲基橙降解效果的影响
２４ 溶 液 ｐ 值 对 甲基 橙 降 解 率 的 影 响 ． Ｈ
取浓度为 ２０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的 甲基 橙 溶液 ５ ０ ｍ ， 于功 率为 ０ Ｌ 置 ４ 频率为 ２ Ｈ ０ ｗ、 ５ｋ ｚ的反应 器 中进行 超声处 理 ， 温度控 制在
一 ７所示 。从结果 取上清液 １次 ， 测定其降解率 ， 试验结果如 一 图 醉 世
后不断增加处理时间 ， 甲基橙降解率变化不大 。所 以 ， 从经济
效益考虑 ， 再延长处理时间不是最佳选择 。 一
可见 ， 当吸附剂投加量 由 ３ｇＬ增加 到 ９ｇ Ｌ时 ， 甲基 橙 的 ／ ／ 对 最大降解率由５ ． ％增加到 ５ ． ％ ， ５５ ８６ 当投加量增 加到 １ Ｌ ５ 时， 甲基橙 的降解 率达 ６ ％。 由降解 率可 以看 出 ， ２ 吸附 剂投 加量对 甲基橙降解 率有一定 的影响 ， 降解率 随投加量 的增加 而增 加。但吸附剂 的投 加量 也不能一 味地 增加 ， 因从实 际需 要以及经济效益多方考虑 ， 从而确定最佳吸附剂投 加量。
的微 量 呈 溶 解 状态 的有 机 物 。活 性 炭 吸 附 的 应 用 非 常广 泛 ，
２ １ 超声频率对甲基橙 降解率的影响 ．
取浓度为 ２０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的甲基橙溶液 ５ ０ｍ ，Ｈ值为 ３０ ０ Ｌｐ ．，
功率 为 ４ 反应器温度控制在 ２ ０ｗ， ５℃左右 ， 频率分别为 ２ 、 ０
２ 结 果 与 分 析
崩溃 消失 ， 同时在其周 围的极小 空 间范 围 内产 生局 部高 温
（ 达 ５０ ０Ｋ） 高 ０ 和局 部 高 压 （ 达 ５ ａ ， 随 出现 强 烈 的 可 ０ＭＰ ） 伴
冲击波和微射流（ 速度高达 １０ｍ ｓ 。 ０ ／ ） 活性炭吸附法多用 于去 除生物或物理 、 化学 法不能去 除
以至它在声波 的压缩相 内来 不及发生崩溃 ， 从而使瞬态空化
郑文轩等 ： 超声与负载金属活性 炭联用降解 甲基橙溶 液
・ ７ － － — ９－ —４ — —
活 性 炭 ， 室 温 条 件 下 进 行 搅 拌 ， 置 ， 隔 ３ ｉ 上 清 液 在 静 每 ０ｍ ｎ取 １ ， 算 活 性 炭 对 甲基 橙 的 降 解 率 ， 果 如 图 ６所 示 。 由结 次 计 结
利用超声技术降解水 中的污染物 ， 是一种适应绿 色化学 化 工 发 展 方 向 的 一 项 新 技 术 … 。超 声 技 术 降 解 水 中 的 有 机
物， 主要 利 用 了超 声空 化 效 应 。空 化 现 象 是 指 在 超 声 波 传
播的膨胀周期 内， 对液体产生负压效应 ， 使液体断裂而产生空
２ ２ 超 声 功 率 对 甲基 橙 降解 率 的 影 响 ． 取 浓 度 为 ２０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的 甲基 橙 溶 液 ５ ０ｍ ，Ｈ值 为 ３ ０ ０ Ｌｐ ．， 将反应器温度控制在 ２ ５℃ 左 右 ， 验 选 择 降解 效 果 相 对 较 好 试
的 ２ Ｈ 超声频率 ， ５ｋ ｚ 超声 电功率分别 为 １ ２ 、０ ４ 、０Ｗ， ０、０ ３ 、０ ５
出 ， 负 载 金 属 活 性 炭 在 投 加 量 为 １ ／ 未 ５ｇ Ｌ时 对 甲基 橙 的 降 解 率为 ６ ％ ， ２ 而在相 同条件下负载金 属活性炭对 甲基橙 的降解 率 为７ ． ％ ， ２ ．６ 。所 以用 负 载 Ｍｎ—Ｃ ５ ８ 高 ２２％ ｕ—Ｋ木 质 活 性 炭催 化 氧化 体 系处 理 甲基 橙 的效 果要 优 于 不 加 金 属 的活 性 炭 的处 理 效 果 。
温度为 ２ ５℃ 左 右 。 每 隔 １ ｉ 样 分 析 ， 究 甲 基 橙 降 解 ０ｍ ｎ取 研 率 随 时 间 变化 规 律 ， 果 如 图 ４所 示 。从 结 果 可 以看 出 ， 着 结 随 超 声 作 用 时 间 的增 加 ， 基 橙 降 解 率 也 在 逐 渐 增 加 。 当 电 功 甲
２ 、３４ Ｈ ， 声 降解 ３ ｎ 试 验 结果 如 图 ２ 示 。从 试 ５３ 、０ｋ ｚ超 ０ｍｌ， 所 验结 果 看 出 ，５ｋ 的超 声 辐 射 频 率 效 果 略 好 于 其 他 ３种 频 ２ Ｈｚ
是非常有前景的水处理技术之一 ， 常用于微污染水源的净化 、
城 市 污 水 及 有 机工 业 废 水 深度 处 理 等 。 １ 材料 与方 法
２ ５℃左 右 ， 液 ｐ 溶 Ｈ值 在 １０～１ ． ． １０范 围 内进 行 变 化 ， 究 甲 研
处理时间 （ ｈ） 图７ 普通活性炭作用时 间对 甲基橙降解效果 的影响
基橙降解 率 ， 试验结果如图 ５所示 。从结果可 以看 出， 甲基 橙
在 酸性 条件 下 降解 较 快 ， 酸 性 条 件 越 强 降 解 效 果 越 好 。 分 且 析原因 ： 甲基 橙 水 溶 液 具 有 染 料 与 酸 碱 指 示 剂 的典 型特 征 。 其 分子 结 构 与颜 色均 随水 溶 液 ｐ 值 而 变 化 』 Ｈ 。
达到 ９．％。 １１ 关键词 ： 超声波 ；活性炭 ； 降解 ；甲基橙 中 图分 类 号 ： ５ Ｘ２ 文献 标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０２—１０ （０ １ ０ ０７ ０ １０ ３ ２ ２ １ ）４— ８— ２ ４
含量 。 １ ３ 甲基 橙 溶 液 的 配制 及 试 验 方 法 ．
穴， 形成空化核 ， 生成充满气体 的气泡 。空化出来 的气泡一生 成便受到来 自相邻压缩 区的压力 ， 使气泡在 极短时 间内迅 速
取浓度为 ２ ０ｍ ／ ０ ｇ Ｌ的甲基橙水样作为处理液 ， 加入超声 处 理 槽 中进 行超 声 反 应 ， 应 中通 过 调 节 反 应 器 冷 凝 水 的 流 反 速控制反应温度 。超声辐 射 每隔一定 时 间后取样 ， ７ ６ ｅ 用 ５ ｐ 型分光光度计在最大吸收波长 ５９ｎ １ ｍ处检测其 吸光度 ， 计算 降解率。
减弱 。此外 ， 强增 大 ， 声 非线性引起 的附加衰减也随之增大 。 ２３ 超 声处理 时间对 甲基橙 降解 率的影响 ． 取浓度为 ２０ｍｇＬ的甲基橙溶液 ５ ０ｍ ，Ｈ值为 ３０， ０ ／ ０ Ｌｐ ． 置 于 ４ 、５ｋ 的超 声 反 应 器 中进 行 超 声 降 解 ， 制 反 应 ０ｗ ２ Ｈｚ 控
率可增 加超声空 化现象 的发生 ， 而增强声 化学反应效 应。 从 但 是 ， 高 声 强 下 ， 化 泡 在 声 波 的膨 胀 相 内 可 能 增 长 过 大 ， 在 空
从事超声处理技术 、 与信息工程材料及功能 器件 的研究。 声学
通信 作者 ： 杨 瑛 ， 师 ， 讲 主要从 事 超声 处 理及 声 学器 件 的 研究 。 Ｅ—ｍ ｉ ＠ ｄｙ＠ ｓｈ ．０ ａｌ ｙｙ ｏｕ ｃｍ。 ：
２５ ２ ４
试验 装 置 见 图 ｉ 。
２３
褂 ２ ２ 碴 ２ ｌ
逝 ２ ０
ｌ ９ １ ８
１ 超声波发生器 ；２ 匹配网络 ；３ 处理液 ． ． ． ４ 温度计 ；５ 超声换能器 ；６ ． ． 功率汁
图 １ 试 验 装 置
频 率 （ Ｈｚ） ｋ 图２ 超声 波频率对 甲基橙降解效果的影响