Fe_2O_3MCM-41吸附去除及催化H_2O_2PMS降解 RhB 的研究
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Fe_2O_3/MCM-41吸附去除及催化H_2O_2/PMS降解 RhB 的研究染料废水具有色度大、难降解的特点,一般的生化处理方法并不适用。
而以芬顿技术为代表的高级氧化技术由于其原料消耗大、pH应用范围窄以及回收利用困难的缺陷限制了其广泛应用。
为解决以上问题,本文采用浸渍法制备
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41负载型催化剂,分别开展吸附、催化双氧水/过硫酸氢钾三种不同体系去除罗丹明B的研究,考察各因素对罗丹明B去除的影响,并且对吸附去除及催化降解的机理进行了探讨。
首先,以浸渍法制备铁含量为7%的Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41复合材料吸附罗丹明B溶液,考察了溶液pH值、温度及Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41用量等因素对吸附的影响。
在pH值为4,Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41用量0.4 g,温度为20℃的条件下吸附120 min,罗丹明B的去除率能达到93.7%。
实验数据拟合结果表明,Lagergren拟二级动力学模型能准确描述各因素对吸附速率的影响。
内扩散模型对吸附机理的研究发现,颗粒内扩散并不是吸附过程的唯一控制步骤。
其次,以浸渍法制备铁含量为10%的
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41负载型催化剂,类芬顿催化降解罗丹明B,在Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41用量0.1
g,H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>用量1 mol/L,pH值4,温度为80℃的反应条件下,处理100 mg/L罗丹明B溶液30 min降解率达99.2%。
与H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>降解以及
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41吸附的对比试验表明,类芬顿体系对罗
丹明B的去除效果显著。
机理研究表明类芬顿体系中吸附与降解同时发生,但真正使罗丹明B完全脱色的是·OH对罗丹明B分子的降解作用。
此外,降解过程中产生的酸性物质可能会提高体系酸度,促进·OH产生,加速反应进行。
最后,以Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41-PMS体系降解罗丹明B,得出了最适宜的降解条件:Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41用量1
g/L,PMS浓度0.06 mol/L,pH值为4,温度80℃。
在此条件下,30 min可使罗丹明B降解率达98.4%。
在此基础上,分别应用Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41-PMS体系及
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MCM-41-H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>体系对甲基橙溶液、甲基橙与罗丹明B混合溶液进行降解,结果表明,两种体系均展现出很好的处理效果。