苯酚废水技术研究
采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的研究
采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的研究【摘要】本研究旨在探讨采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的效果。
首先介绍了电芬顿技术和磁固定化菌株的原理及应用。
随后阐述了该耦合体系的工作原理，包括电芬顿氧化和菌株降解的协同作用。
实验部分详细介绍了实验方法和操作步骤，并对实验结果进行了分析和讨论。
研究发现，该耦合体系对苯酚废水具有较好的处理效果，污染物去除率明显提高。
结论部分说明了本研究的意义和潜在的应用前景，展望了未来该技术在废水处理领域的发展方向。
通过本研究，为处理有机废水提供了一种新的思路和方法。
【关键词】电芬顿-磁固定化菌株耦合体系、苯酚废水治理、研究、引言、正文、结论、实验方法、实验结果、研究背景、研究目的、电芬顿技术、磁固定化菌株、原理、意义、展望。
1. 引言1.1 研究背景苯酚是一种常见的有机废水污染物，具有毒性和刺激性，会对环境和人体健康造成严重的危害。
当前，传统的废水处理方法难以完全去除苯酚，效率低且成本高。
迫切需要找到一种高效、低成本的废水处理技术来处理苯酚废水。
电芬顿技术是一种利用电解产生的活性氧化剂（如羟基自由基、过氧化氢等）来氧化降解有机废水的技术。
而磁固定化菌株则是一种将特定菌株固定在磁性载体上的技术，可以提高菌株的稳定性和活性。
将电芬顿技术与磁固定化菌株耦合起来，形成一种新的废水处理体系，很可能能够提高苯酚废水的处理效率。
本研究旨在探讨采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的可行性和效率，为解决苯酚废水污染问题提供一种新的思路和技术途径。
1.2 研究目的本研究的目的是通过采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水，探索一种高效的废水处理方法。
具体目标包括：1. 探究电芬顿技术和磁固定化菌株在苯酚废水处理中的应用效果；2. 分析电芬顿-磁固定化菌株耦合体系处理苯酚废水的机理和优势；3. 验证实验方法的可行性和效率；4. 分析实验结果，评估处理效果和运行成本；5. 探讨研究成果的应用前景和推广价值。
苯酚废水的电催化氧化-生物降解工艺研究
１ Ａ， Ｏ 电流增 大约 一倍 ， 明 ｐ 值 越 大苯 酚 的氧 化 表 Ｈ 速 率越快 。同时 ， 随着 ｐ 值 的增大 ， 化 电位 也发 生 Ｈ 氧
收 稿 日期 ： ０ １ ３ ２ ２ １ 一Ｏ 一Ｏ
作 者 简 介 ： 振 东（ ９ ４ 魏 １ ８ 一） 男 ， 东 曲阜 人 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 ： ， 山 硕 研 生物 化 工 ； 讯 作 者 ： 慧 勇 ， 教 授 。Ｅ ｍａｌｈ ｌ ＠ ｆｕ ｅ ｕ 通 刘 副 — ｉ ｙｉ ｚ ． ｄ ． ： ｕ
Ｅ
・ ｉ＿ ， 时 取 样 测 定 Ｃ ａ ｒ ｎ 。定 ｏＤ。 １ ６ 分 析 测 试 ．
Ｎａ 浓 度 （ ＣＩ ｇ・Ｌ ， ～ ５ ｌ ２ ５ ｌ ， ５ 一 ） Ｉ ： ， ， ，０ ｌ
图 ３ 铂 电 极 在 不 同 Ｎａ ！ 度 下 的 ＣＶ 图 Ｃ浓
Ｆｉ． Ｃｙ ｌｃｖ ｌａ ｍ ｏ ｒ ｍ ｓｆ ｈｅＰｔｅｅ ｔｏ ｔ ｇ３ ｃｉ ｏ ｔ ｍ ｇ ａ ｏｒｔ ｌｃ ｒ ｄｅ ａ ｄｉｆｒ ｎ Ｃｌｃ ｎｃ ｎｔａｔｏ ｓ ｆｅ ｅ ｔＮａ ｏ ｅ ｒ ｉ ｎ
Ｎａ 浓 度 为 １ Ｃ１ ０ ｇ・Ｉ ， 板 间 距 为 １ ０ ｃ ， 极 ． ｍ 温
恒 温水 浴 摇 床 ， 上海 精 密 科 学 仪 器 有 限公 司 ； Ｋ１ ０ Ｓ ７０ ｓ Ｏ 型 可 调 式 直 流 电 源 ， 科 企 业 ； Ｔ９ ７ ４型 Ｉ Ａ １ 三 Ｅ ９２
５ ３— ２ ０ ０ ０ ９）
明尽 管 氯离子 浓度 的增 大对 苯酚 的直 接氧化 有促 进作
用 ， 氯 离子 达到 一定浓 度 时 ， 酚 的电化学 氧化 峰 的 但 苯
峰 电 流 增 加 缓 慢 ， 明 苯 酚 的 直 接 氧 化 是 以 电 化 学 控 表 制为 主 。
苯酚类废水处理方法
苯酚类废水处理方法苯酚类废水是指含有苯酚及其衍生物的工业废水。
苯酚是一种有毒有害的化学物质，对环境和人体都有一定的危害性。
因此，苯酚类废水的正确处理和处理方法的选择非常重要。
本文将探讨和介绍一些常见的苯酚类废水处理方法。
一、物理处理方法：1.吸附法：利用活性炭等吸附剂将废水中的苯酚吸附，从而实现废水中苯酚的去除。
这种方法对苯酚的去除率较高，但吸附剂的选择和再生都需要考虑。
2.溶解气体浮选法：通过将气体溶解到废水中，然后利用气泡的浮力将苯酚分离出来。
这种方法主要适用于苯酚浓度较高的废水处理。
3.沉降法：使用化学药剂将苯酚与其他杂质反应生成沉淀物，然后通过沉淀物的沉降将苯酚分离出来。
二、化学处理方法：1.氧化法：通过加入氧化剂，如过硫酸氢钾、高氯酸等，将废水中的苯酚氧化成无害的化合物。
这种方法应用广泛，但是需要控制适当的反应条件和氧化剂的浓度。
2.还原法：通过还原剂的作用将废水中的苯酚还原成无害的物质。
常用的还原剂有亚硫酸钠、亚硫酸等。
3.氯化法：利用化学方法将废水中的苯酚进行氯化反应，生成无害的化合物。
但是这种方法需要考虑废水的再处理和氯化副产物的处理问题。
三、生物处理方法：1.厌氧处理法：通过利用厌氧菌对废水中的苯酚进行降解和转化，将苯酚转化成无害的化合物。
这种方法适用于高浓度的苯酚废水处理，但需要提供合适的温度和营养物质，同时需要处理废水的剩余物和菌种的再生。
2.好氧处理法：通过运用好氧菌将废水中的苯酚降解为无害的物质。
好氧生物法适用于低浓度的苯酚废水处理，但处理过程中需要提供足够的氧气和温度。
需要注意的点有以下几个方面：1.废水的处理需遵循环保要求并进行合理配置2.废水处理设备的运行维护保养要及时，以确保设备运转正常3.废水处理过程需要监测废水处理效果，确保废水处理达到排放标准4.废水处理过程需完善的资料记录和备案以备查。
总结起来，苯酚类废水的处理方法涉及到多个领域，并且需要根据实际情况进行选择，综合利用多种处理方法可能是更好的选择。
光催化降解苯酚废水的实验方案
光催化降解苯酚废水的实验方案
实验方法
试剂与仪器
苯酚,分析纯4一氨基安替比林,分析纯铁氰化钾,分析纯重铬酸钾,分析纯双氧水,分析纯
外分光光度计,上海公司紫外杀菌灯,浙江海门其林贝尔仪器公司恒温磁力搅拌器,北京仪器系统公司台式高速离心机,北京医用离心机厂。
实验装置及方法
1 催化剂用量的影响
取苯酚溶液置于反应器中,分别投加不同量催化剂，用紫外灯照射照射,
悬浮降解。
离心、检测苯酚含量,计算降解率。
2 光源对催化剂活性的影响
取苯酚溶液,相同的催化剂用量,将反应装置分别置于避光暗处、紫外灯、室内自然光下, 悬浮降解。
离心、检测苯酚含量,计算降解率。
3 溶液初始PH值的影响
取100ml苯酚废水,催化剂用量相同,分别用稀硫酸及氢氧化钠溶液的调PH值为1 、4、7、9、12,用紫外光照射、悬浮降解。
离心、检测苯酚含量,计算降解
4溶液初始浓度的影响
取不同浓度的苯酚溶液,催化剂用量均相同用紫外光照射、悬浮降解。
离心、检测苯酚含量,计算降解率
5体系中加入氧化剂双氧水的影响
取浓度相同的苯酚溶液,催化剂用量均相同, ,分别加入不同浓度的双氧水溶液,用紫外光照射、悬浮降解。
离心、检测苯酚含量,计算降解率。
二氧化氯对苯酚废水处理的研究
二氧化氯对苯酚废水处理的研究基于改善当前废水难降解有机污染物处理中的技术难题，文章主要针对二氧化氯对苯酚废水的出来进行探析，深入开展了相关的应用研究。
分别探析了反应时间与初始浓度、反应温度以及PH值对苯酚去除率的影响。
标签：二氧化氯；苯酚废水；研究分析苯酚具有一定的腐蚀性与毒性，稀释的苯酚溶液可以直接作为防腐剂以及消毒剂使用，然而其所污染的水体对人体有着巨大的危害。
其污染物一旦进入水体中，当其含量达到0.1-0.2mg/L的时候进入人体则会将人体细胞内容的蛋白质变性并且杀死细胞，从而导致头晕、贫血等各种症状，还会在一定程度上损害人的神经系统，对于苯酚废水的出来最为有效的方式就是对污染源头进行控制[1]。
1 材料与方法（1）仪器与试剂。
所选择的仪器包括722型可见分光光度计以及恒温水浴锅。
所选择的试剂包括浓度为0.1000mlo/L的重铬酸钾标准溶液、浓度为0.1014mol/L的Na2S2O3溶液、20%的碘化钾溶液、苯酚标准储备液、缓冲溶液、蒸馏水等等。
（2）试验方法。
首先准备配置苯酚溶液共100ml，将反应温度设置在（25±0.5）℃，同时将二氧化氯添加进去。
选择不同反应时间将其取出进行取样分析。
2 结果2.1 反应时间与初始浓度首先，选择不同初始浓度的水溶液，将其反应温度控制在（25±0.5）℃范围内。
同时，添加10mg/L的二氧化氯。
在反应不同时间的刻度进行取样分析，所得结果如图1所示。
从图1可以看出，当苯酚浓度处于4mg/L与6mg/L这一数值时，在初期的2-3min内，苯酚的浓度快速下降，这时候苯酚的去除率可以达到82%，但是当苯酚浓度处于8mg/L这一数值时，则需要经过反应6min才能够获得与4mg/L与6mg/L在2-3min内的去除率。
当处于水溶液中的苯酚浓度较高的时候，反应生成中间产物，同时还会对二氧化氯有一定量的消耗，这样一来便对苯酚的去除率产生影响。
在初始浓度为8mg/L的苯酚溶液在经过20分钟的反应后，其去除率可以达到93%。
电化学法降解苯酚废水的实验研究
间 、 间距离 、 电极 废水 ｐ Ｈ值 、 废水 电导率 等对苯 酚去除效 果
的影响 ， 确定了最佳 的处理条件 。
１ 电催 化 氧化 有 机 物 原 理
电催化氧化法降解有 机污染物是一个很复杂的过程 ， 其
机理研究还在探索之 中， 有研究 者认为 ， 其原 理是 利用 电极 在电场作用下 ， 分解 Ｈ ０， ２ 产生具 有强 氧化 能力 的羟基 自由 基（Ｏ ・ Ｈ基团 ）从 而使 许多 难 以降解 的有 机污 染物 分解 为 ，
本文应用 自制电化学 反应 器对 废水 中苯酚 的电催化 氧 化【Ｉ］ １４处理进行 了研究 ， 实验了阳极材料 、 电流密度 、 电解 时
电极极板表面做适 当的处理 ， 放人实验装置内。将活性 炭粒子用稀酸浸泡几 分钟 ， 再用 自来水 冲洗 干净 ， 然后充填 于实验装置 内， 加入 待 处理 的模 拟 废水 ， 通 电源 ， 节 电 接 调 压、 电导率及 ｐ Ｈ值等 条件 ， 反应 一定 的时 间后取样 进行分 析 ， 处 理 后 苯 酚 的 残 余 浓 度 和 Ｃ Ｄ、 Ｏ 测 Ｏ Ｔ Ｃ值。用 Ｕ ｖ— Ｖ Ｓ５０紫外可见分 光光度计 于波长 ２０—４０ｎ Ｉ８０ ３ ０ ｍ范 围内作
ｃ２ ｏ 或其他简单化合物 ［ｌ ５。 ２ 实验部分
２ １ 实 验装 置 ．
苯酚降解前后的紫外 光谱 扫描。分别取 未被用作 填充 电极
ｔＴ ｅ。ｄｃ ｎ ｔｅｏ ｔ ｌｔｅｔ ｎ ｏ ｄｔ ｉ ｅｅｍｉｅ ．３ ｅ ｖｌｒｔ ｆｐ ｅｏ ａ ｅｃ ｂ ｖ ８％ ｕ ｄ ｒｓｃ ｏ ｄｔ ｎ ，ｔｅ ．ａｄ ｈ ｐｉ ｍａ ｒａｍｅ ｔｃｎ ｉｏ ｓｄ ｔｒ ｎ ｉ ｎ ｄ ｈｅｒｍｏａ ａｅｏ ｈ ｎｌｅ Ｒｒａｈ ａｏ ｅ９ ｎ ｅ ｕ ｈｃｎ ｉｏ ｓ０ ｈ ｉ ８
苯酚丙酮生产废水生物—深度处理组合工艺研究
苯酚丙酮生产废水生物—深度处理组合工艺研究苯酚丙酮生产废水生物—深度处理组合工艺研究摘要：废水治理是一个重要而复杂的过程，对于各类工业废水，特别是含有有机物的废水，其处理过程更加困难。
本研究旨在探讨苯酚丙酮生产废水的生物—深度处理组合工艺，以提高废水处理效率，并探寻过程中的关键因素与技术，为相关领域提供参考和指导。
一、引言废水是产业发展和经济增长过程中难以避免的副产品，其直接排放或未经处理排入环境中，将严重污染水源、土壤和空气，威胁人类生存和健康。
对于苯酚丙酮生产废水这种含有有机溶剂的工业废水，传统的物理和化学处理方法效果较差，成本高，难以满足环境排放标准。
因此，通过生物—深度处理组合工艺对其废水进行处理成为一种可行且有效的方法。
二、废水特性分析苯酚丙酮生产废水主要含有苯酚、丙酮等有机物，高浓度的有机物对自然环境造成严重的污染，具有毒性和难降解性。
苯酚丙酮生产废水的处理要求废水中的有机物得到有效去除，并达到环境排放标准。
三、生物处理工艺生物处理工艺是将废水中的有机物通过微生物的代谢转化为无害物质的过程。
本研究中，我们采用了厌氧—好氧生物处理工艺来处理苯酚丙酮生产废水。
厌氧处理能够在废水中去除大部分有机物，而好氧处理则进一步对残留有机物进行氧化降解。
厌氧处理：将苯酚丙酮生产废水引入厌氧活性污泥反应器中，提供适宜的温度和pH值条件，同时补充适量的维生素和微量元素。
在适宜的环境下，厌氧菌通过一系列的生化反应将有机物转化为甲烷与二氧化碳等产品。
在这个过程中，有机物逐渐降解，废水中的COD（化学需氧量）逐渐降低。
好氧处理：将厌氧处理后的废水引入好氧活性污泥哺育池，提供适宜的温度、pH值和氧气供应条件。
在好氧条件下，各种氧化菌利用废水中残留的有机物作为氧化底物，进一步氧化降解有机物，促使COD进一步降低。
此外，好氧处理中氧化菌的繁殖也有助于去除废水中的硫化物、氨氮等其他污染物。
四、关键因素与技术1. 微生物选择：厌氧反应器中的微生物选择具有较强的降解能力，可通过微生物活性检测和实验室试验筛选出适合苯酚丙酮生产废水处理的微生物株系。
改性壳聚糖处理苯酚废水的实验研究
Ｂ 一 环 糊 精是 具有 上 宽下 窄 、 两 端开 １ ２ Ｉ 、 内疏水
外亲 水 的 中空筒 状环 形结 构 的低 聚糖 ，通过 范德 华力 、 氢键 力和 疏水作 用力 有选 择地 包络 有机 、 无
机分 子 主体形成 主 客体包 络物 ．被 广泛 应用 于食
品、 医药 、 催 化 和环保 领域 ＿ ３ ＿ ５ ］ 。 苯 酚是化 工生 产 中 的一个 重要 原料 ， 在合 成纤 维 、 塑料 合成 、 橡胶 、 医
。
１ 仪 器 与 试 剂
１ ． １ 仪 器
Ｚ Ｄ 一 ８ ８恒 温振 荡器 （ 常 州 冠军 ） ； ８ １ — ２型 恒 温 磁力 搅拌 器 （ 上 海 司乐 仪 器有 限 公 司 ） ； 电子 天 平 （ 北 京赛 多 利斯 仪器 有 限公 司 ） ； Ｐ Ｈ Ｓ 一 ２型酸 度计 （ 上海二分析仪器 厂） ； ７ ６ ０ Ｃ Ｒ Ｔ紫 外 可 见 分 光 光 度计 （ 美 国 瓦 里 安 中 国有 限 公 司 ） ； ８ ０ ０离 心 机
时 具有 Ｂ 一 环 糊精 的性 质 ，可 以对 苯 酚进 行 化 学
再 生， ５次再 生率依 然在 ９ ８％ 左右 。所制备 的接枝 改性 壳聚糖 处理 苯酚废 水 ， 具有反应 条件 温和 、 适
用 范围广 、 再 生 效 果 好 的优 点 。
关键 词 ： 接枝 改 性 壳聚糖 ： １ ３ 一 环 糊精 ： 苯酚废 水
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — ２ ２ １ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ０ ７
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — ０ ６
２ ２
苯酚类废水处理方法
苯酚类废水处理方法1.生物处理法生物处理法是一种利用微生物将苯酚类废水中的有机物降解为水和二氧化碳的方法。
其中最常用的是好氧生物处理和厌氧生物处理。
在好氧条件下，通过给反应器供氧，使微生物能够利用废水中的有机物进行降解。
这种方法具有操作简单、成本较低的优点，但对废水中的苯酚浓度要求较高。
厌氧生物处理是将废水送入没有氧气的反应器中，微生物在无氧条件下进行厌氧呼吸降解有机物。
这种方法适用于苯酚浓度较高的废水处理。
2.化学处理法化学处理法是通过加入化学试剂改变废水的性质，使废水中的苯酚和其他污染物发生物理或化学变化，进而实现废水的净化。
主要包括氧化法，还原法，絮凝法等。
氧化法是通过加入氧化剂将废水中的苯酚氧化为无害物质。
常用的氧化剂有过氧化氢、高锰酸盐等。
还原法是通过加入还原剂使废水中的苯酚还原为无害物质。
常用的还原剂有亚硫酸盐、硫酸亚铁等。
絮凝法是通过加入絮凝剂形成絮凝物，将废水中的苯酚和其他污染物凝结成群体，便于后续的分离和处理。
3.填料吸附法填料吸附法是将苯酚类废水通过填料层，利用填料的吸附作用将苯酚类物质吸附在填料上，从而达到净化废水的目的。
常用的填料有活性炭、树脂等。
填料吸附法具有吸附效果好、操作简单、成本较低等优点。
但是对废水中的苯酚浓度要求较高，且填料饱和后需要进行更换。
4.膜分离法膜分离法是使用逆渗透、纳滤等膜技术，通过半透膜的作用将废水中的苯酚类物质和水分离。
膜分离法具有操作简单、能耗低、净化效果好等优点。
综上所述，苯酚类废水处理方法多种多样，各自具有不同的适用场景和优缺点。
在实际应用中，可以根据废水的性质、苯酚浓度等因素综合考虑，选择合适的处理方法进行处理，以实现废水的净化和循环利用。
含酚废水的萃取处理实验
含酚废水的萃取处理实验含酚废水是指含有苯酚、酚、甲酚等有机废水。
这类废水在工业生产中广泛存在，来源包括石化、医药、冶金、印染等多个领域。
含酚废水的处理一直是环保领域的难题之一，传统的处理方法包括生物降解和化学处理，但存在着处理周期长、效果不稳定、操作复杂等问题。
萃取技术被广泛应用于含酚废水的处理中，其优势在于操作简便、处理效果稳定、处理速度快等。
本文旨在进行一项关于含酚废水的萃取处理实验，以验证该方法的处理效果，为工业生产中含酚废水的治理提供参考。
实验将包括废水的采集、萃取剂的选择、实验流程设计、处理效果分析等内容。
实验目的：1. 验证萃取技术对含酚废水的处理效果。
2. 探究最佳的萃取剂和工艺条件。
3. 提供参考资料，为工业生产中含酚废水的治理提供技术支持。
实验步骤：1. 废水采集从工业生产现场采集含酚废水样品，确保样品的新鲜性和代表性。
同时测定废水中酚类化合物的浓度，以便后续的处理效果分析。
2. 萃取剂的选择在实验室条件下，采用不同种类和浓度的萃取剂进行初步的萃取实验，评估其对含酚废水的萃取效果。
选择对酚类化合物具有较高亲和力的萃取剂进行后续实验。
3. 实验流程设计设计含酚废水的萃取处理流程，包括萃取剂与废水的接触方式、反应时间、温度、萃取剂的回收等工艺参数。
确定最佳的工艺条件，以确保处理效果和操作的可行性。
4. 萃取实验根据设计好的实验流程，进行含酚废水的萃取处理实验，记录实验过程中的关键参数，如废水的pH值、温度、萃取时间等。
5. 处理效果分析分析处理后的废水样品，测定其中酚类化合物的浓度，评估萃取处理的效果。
同时对废水中其他主要成分进行监测，以确定萃取处理对废水的综合影响。
实验设备和试剂：1. 含酚废水采集器具2. 不同种类的萃取剂3. pH计、温度计等实验辅助设备4. 离心机、蒸馏设备等样品处理设备5. 环保分析仪器总结：本文基于含酚废水的实验研究，展示了萃取技术在废水处理中的潜力和优势。
紫外光降解苯酚废水实验
专业综合性实验实验名称 紫外光降解苯酚废水实验一、实验目的1. 了解光催化氧化降解有机废水的机理；2. 了解紫外光催化装置，熟悉光催化处理废水的工艺流程；3. 了解光催化动力学参数测定的意义，并探讨不同实验条件下光催化降解的效果。
二、实验原理光催化氧化法氧化能力强，要求的反应条件温和，是目前处理含低浓度难降解有机物废水的一种高级氧化法。
光催化氧化法，是以N 型半导体的能带理论为基础。
当能量大于带阵能量Eg （TiO 2的Eg 为3.2eV ）的光照射半导体催化剂时，价带（Valency band ）上电子被激发，跃过禁带进入导带(Conduction band)，形成高活性电子（e －），并在价带上产生带正电荷的空穴（h ＋），从而引发反应。
以TiO 2为例说明：TiO 2 ＋ h ν = h ＋+ e －水溶液中的光催化氧化反应，在半导体表面失去的电子主要是水分子，水分子经一系列变化后产生氧化能力极强的羟氧自由基（·OH ），可以氧化各种有机物，并使之矿化为CO 2。
TiO 2是常用的光催化剂 ，主要有锐钛型和金红石型两种晶型。
二氧化钛的化学性质和光化学性质十分稳定，无毒价廉，货源充足。
TiO 2是一种半导体氧化物，它有充满电子的价带和缺电子的导带，在光照下价电子上留下的空穴有氧化性，导带上的电子具有还原性，降解物在TiO 2表面发生氧化还原后，价带又得到电子，光再次照射时，价带上电子又同样发生跃迁，故将使用过的TiO 2通过过滤收集起来，在阴暗处自然晾干，重复使用，不影响其催化活性。
影响二氧化钛光催化氧化过程的因素有很多，主要有：光催化剂的性质和结构、光催化剂的投加量、废水的pH 值和浓度等。
研究表明，TiO 2为催化剂的光催化氧化反应速率r o 可用Langmuir-Hinshelwood 描述：KC kKC r +=1 （1）kCkK r o1111+=（2）式中：C －反应物浓度，mmol/L; K －表观吸附平衡常数，L/mmol ； k －表面反应速率常数，mol/h 。
苯酚废水电化学处理方法研究进展
邹 丞，黄 冲 ，潘 一， 杨双春
（ 辽宁 石油 化工 大学 ， 辽 宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ １ ）
摘
要 ：苯酚的降解 机理是将 苯酚先降解为对苯二酚和邻苯二酚 ，然后降解为小分子乙二酸 ， 最终降解为
二氧化碳 和水的过程 。介 绍 了近年来苯 酚废水 电化学处 理方法 的研究 进展 ，包括三维 电极 法 、三维 电极与 电
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｓ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｓ ｔ ｅ ｐ ｓ ． Ｆｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ， ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ｉ ｓ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｑ ｕ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅ
ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ． ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ １ ． ｅ ｌ ｅ ｃ ｒ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ 。ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ． Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ，ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ
Fenton试剂处理苯酚废水的研究
１ 实验 部 分
１１ 试剂 和仪 器 ．
２１１ ｐ ．． Ｈ的影 响 取 ２ ０ｍＬ废水 ，控 制 Ｈ Ｏ 加入 量为 １ ／ ， ５ ： ２ｍＬＬ
ＦＳ ４７ ２ ｅＯ ＂ＨＯ加入 量 ６０ｇ ， ． ／ 调节 ｐ Ｌ Ｈ分 别 为 ２３４、 、、 ５６ 、，于 ２ ５℃水浴 锅反应 ４ ｉ，取 样 分析 ，结 果 ０ｍｎ
见 图 １ 。
１０ ０
试 剂 ：分析 级 苯 酚 、邻 菲 哕 啉 、一 ４ 氨基 安 替 比
邻 、铁氰 化 钾 、氯 仿 、 ：２（０ 、ｅＯ ・Ｈ０ ＨＯ ３％）Ｆ Ｓ ７ ２ 、
Ａ ２Ｏ 、 ｇ Ｏ 、 ３Ｏ （ ５ ）Ｎ Ｏ Ｋ 、 Ｈ Ｃ 、 Ｂ 、 ｇ ４Ｈ Ｓ ４Ｈ Ｐ ４８ ％ 、 ａ Ｈ、 ＩＮ ４ ＩＫ ｒ Ｓ
收稿 日 ：２ １— １ ０ ，修 改稿收到 日期 ：２ １ － １ １ 期 ０ ０ １－ ２ ０１Ｏ—０
由 图 １可知 ，ｅｔ Ｆｎｏ 剂 对 苯 酚废 水 Ｃ Ｄ 苯 ｎ试 Ｏ 酚 的 去 除 率 随 ｐ 升 高 先 增 大 后 减 小 ，Ｈ 为 ３时 Ｈ ｐ Ｃ Ｄ 去 除率 最高 为 ９．１ 苯 酚浓 度为 １ ５ ｇＬ Ｏ 心 ２ ％， ５ ． ／。 ０ｍ 分 析认 为 ：Ｈ值过 低 或过 高 都不 利 于 ・ Ｈ 的产 生 。 ｐ Ｏ ｐ Ｈ过低 时 ， ： ＨＯ 易俘 获 质 子 形成 ＨＯ 而 ＨＯ ， ， ｓ 呈
＋
ｐ Ｈ值
苯酚
十
Ｃ ＯＤ
图１ ｐ Ｈ值 对 ＣＯＤ ５℃ ） 反应 一定 时间 ， 静置后 取 上层清 液 经 ２ ０ ｒｎ高速 离心 后测 定水样 的 Ｃ Ｄ ０ｄ ｉ ０ ａ Ｏ ｏ和 苯酚 含量 。根据 Ｃ Ｄ 和 苯酚 的去 除率分 析 Ｆｎｏ 试 剂 Ｏ 。 ｅｔｎ 氧化苯 酚 的影 响 因素和 技术 特点 ，并 通过 正交实 验 确定最 佳 降解 条件 。 Ｃ Ｄ 测定 ： 铬酸 盐 回流法 （ Ｂ１９４ ８ ）。 Ｏ ＆ 重 Ｇ １１— ９Ⅲ
光催化降解水中苯酚的研究进展
光催化降解水中苯酚的研究进展光催化技术是一种使用光能在催化剂的作用下引发化学反应的能源环保净化技术。
近年来，光催化降解水中苯酚的研究逐渐引起人们的关注。
苯酚是一种有毒有害物质，广泛存在于工业废水、农药、煤焦化工、塑料、橡胶等行业的废水中，对环境和人类健康造成严重威胁。
因此，利用光催化技术有效降解水中苯酚具有重要的研究价值和实际应用前景。
光催化降解水中苯酚的过程主要包括两个关键环节：光催化剂的选择和催化反应机理的研究。
光催化剂对苯酚降解的效率和选择性起到关键作用，因此选择合适的光催化剂是研究的重要方向之一、常见的光催化剂包括二氧化钛（TiO2）、半导体材料（如CdS、ZnO）等，这些催化剂具有较高的光吸收率和较好的光学性能，可以有效吸收可见光和紫外光，并通过活化氧化还原反应来降解苯酚。
在催化反应机理方面，研究者主要通过实验和理论模拟相结合的方法来解析苯酚光催化降解的机制。
一般认为，在光催化剂的作用下，苯酚分子与氧气、水分子发生氧化还原反应，生成一系列活性氧物种（如羟基自由基、羟基离子等），最终通过裂解、脱羟基等反应逐步降解。
此外，光催化降解苯酚的过程中还存在着光化学和热化学两类反应途径，这些反应途径之间相互作用，进一步影响着催化反应的效率和选择性。
目前，光催化降解水中苯酚的研究主要集中在以下几个方面：一是改善光催化剂的光吸收性能和光催化活性。
通过调控光催化剂的晶型、表面结构和掺杂等方法，可以改变其能带结构和能级位置，提高光吸收效率和光生电子-空穴对的分离效率。
二是优化光催化系统的反应条件和工艺参数。
催化反应的温度、pH值、光照强度和溶液中杂质的存在等因素对光催化降解效果具有重要影响。
因此，研究者通过控制这些因素，提高光催化反应的效果。
三是开发新型光催化剂和光催化剂的复合材料。
利用多种光催化剂的协同作用、界面耦合和强化效应等机制，可以提高光催化反应的效率和选择性。
四是开展光催化活性和稳定性的评价方法研究。
电化学降解废水中苯酚的动力学研究
电化学降解废水中苯酚的动力学研究废水中的苯酚是一种常见的有机物污染物，对水环境和生态系统的影响较大。
因此，研究苯酚的处理方法和降解机理具有重要的实际意义。
电化学技术作为一种绿色、高效、可控的废水处理方法，在废水中的苯酚降解中也得到了广泛应用。
1. 电化学技术的原理电化学技术是利用外加电场作用下的电子转移过程，促进化学反应进行的技术。
在电化学反应过程中，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应。
将废水通过电解池，加上适量电压和电流，使得废水中的有机物被氧化成CO2和H2O，或还原成较稳定的有机物或无机物。
其中，阳极氧化是电化学降解废水处理技术中应用最广泛的方法之一。
2. 苯酚的电化学降解机理当苯酚在阳极上发生氧化反应时，先发生苯酚分子的吸附和氧化还原过程：苯酚分子到达阳极表面后，发生电子转移反应，被氧化为苯醌和带正电荷的离子。
苯醌很容易进一步氧化，在电介质中水分子和羟基基团作用下，被氧化为苯甲酸和二氧化碳。
3. 动力学模型对于电化学降解废水中苯酚的反应动力学建模，可以通过在控制实验条件下观察反应进程来研究。
在实验中，需要控制电流密度、电极材料、温度、pH等实验条件，以便建立反应动力学模型。
建模的过程中，主要考虑苯酚初始浓度、电流密度、电解时间和pH值等因素的影响。
建立的模型可以预测反应速率和苯酚去除率，并确定最佳的操作参数。
4. 结论电化学技术作为一种绿色、高效、可控的废水处理方法，在降解废水中的苯酚中表现出了良好的应用前景。
通过建立动力学模型，可以优化电化学反应过程的操作条件和设计反应器结构，提高废水处理的效率和经济性。
未来的研究可以进一步探索复杂有机物降解的电化学处理方法，并探究电化学技术与其他化学和生物处理方法的协同作用。
高级氧化技术处理苯酚废水的研究
Ｏ ｔｂ ｒ２ ｏ ｃ ｏ ｅ ０ ８
工 业 安 全 与 环 保 Ｉｄｓｉ ａｅ ｎ ｎｉ ｎ ｎ ｌ ｒ ｅｔ ｎ ｎｕｔａ Ｓｆｔ ａｄＥ ｖｒ ｍｅｔ ｏ ｃｏ ｒｌ ｙ ｏ ａＰｔｉ
・ ｌ ・ １
级 氧 化 技 术 处 理 苯 酚 废 水 的研 究
操作参数 在 自然光 和紫 外光条 件下分别对苯 酚废水 中的苯 酚去 除率 和 Ｃ Ｄ去除率 的影响 。从 正交实验 得出 Ｆｎ ｎ试 Ｏ ｅｔ ｏ
废水 ， 尤其是结构稳定 、 易被微生 物降解 的 酚类 。苯酚 在 不
水体 中不易降解 ， 以被常规水 处理工 艺去除 ， 环境 中有 难 在
除率及 Ｃ Ｄ去除率 的影 响 Ｏ
高级氧化技术 被认 为是 当前最有可 能完成ห้องสมุดไป่ตู้这一使命 的处 理
技术… 。Ｆｎ ｎ 剂法 作 为实 际应用 最为 广泛 的高 级氧 化 １ ｅｔ 试 ｏ
技术之一 ， 与紫外光照 相结合 ， 形成一 种新 型的水处 理技 术
— —
取ｐ Ｈ值为 ２ Ｈ ｏ 质量 分数 为 ３ ％， ２２ 量为 Ｑｌ ， ２２ ０ Ｈｏ 用 ｔ ｌ ，
尹娟娟 袁凤英 宋伟冬
姚红云
（ 中北大学 太 原 ００５ ） ３０ １
摘 要 分别使用 Ｆｎｎ ｅｔ 试剂和 Ｕ ／ ｅ ｏ试剂在 常温下对含 酚废水进 行 了处理。结果 表 明， ｏ Ｖ Ｆｎ ｎ ｔ 在紫外光照 的条件下 ，
Ｆｎｏ ｅｔ ｎ试剂对含酚废水的处理效率明显提高 ； 双氧水用量为 ０ ２ Ｌ ＦＳ ４ ．３ｍ ，ｅ０ 溶液 （ 质量分数 ｌ％） Ｏ 用量 ０ １ Ｌ ｐ ．９ｍ ，Ｈ为 ３苯酚 ， 初始质量浓度为 ２０ｍ ／ ５ ｇＬ时去 除率最高 ， 达到 ９ ．％， Ｏ ２ ５ Ｃ Ｄ去除率达到 ５ ．％。 ３４
β-环糊精处理苯酚废水的研究
维普资讯
２０ ０６年 １ ２月 第３ ３卷 第 ６期
云 南化 工
Ｙｕ ｎ ｎ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ａ ｈ ｍｉａ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｔ
关键词 ： Ｂ 环糊精 ； 一 苯酚 ； ； 废水 固定 床
中围分类号 ： Ｘ ９ ． ７９ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １０ ２ ５ （ ０ ６ ０ ０ ４— ７ Ｘ ２０ ）６—０ １ ０ ０ ｌ一 ３
Ｒ ｓａｃ ｎｔｅＴ ｅｔ ｎ ｆ ｈ ｎｌ ｏ ｔｉｉｇＷａｔ ｔｒｂ ｅｅｒｈｏ ｒａ ｈ ｍｅｔ ｅｏ ｎａｎｎ ｓ ｗａｅ ｙＤ—Ｃ ｃｏ ｅｔｉ ｏＰ Ｃ ｅ ｙｌｄｘｒｎ
ｗ ８１ ８ ａｔｗ ｔ／ ａ ．８ｍＬｗ ｓ ａｅ ｇＢ—Ｃ ｈｎｐｅｏ ｃｎｅ ｔ ｔｎｗ ８ ｌ ａｄｔ ｐｉａ ｖ ｕ ｆ Ｈ ｗ ｓ１． ｈｌ ｅ ｒ Ｄ ｗ ｅ ｈｎｌ ｏｃｎｒ ｉ ａ ０ ｍ ｎ ｈ ｏ ｔ ｌ ａ ｅｏ ａ ０ ６ｗ ｉ ａｏ １０ 。 ｅ ｍ ｌ ｐ ｅ
将一定质量 的苯酚溶于蒸馏水 ， 制成一定质 量ห้องสมุดไป่ตู้浓度 的模拟废 水 。
１２ 主要试剂 与仪 器 ．
糊精产量最高。环糊精的分子构型是锥形的圆环， 内
部具有一定尺寸的疏水空腔 ， 其上下部有羟基而呈亲 水 陛。依据环糊精 空腔 的大小 ， 利用 疏水作用 力 ， 氢 键和范德华力等可 以进行分子识别 Ｊ 。
收 稿 日期 ：０ ６一Ｏ Ｏ ２ｏ ８一 ７
Ｂ环糊精（ ． 上海试剂厂 ） 使用前经水重结 晶 ， 两次； 溴酸钾 一 溴化 钾标准参考溶 液 （ ．０ｍ Ｌ ０ １ ｏ ／ Ｌ； ）碘酸钾标准参考溶液 （ ． １５ｍ Ｌ ） 硫代硫 ０ ０２ ｏ／ ； Ｌ 酸钠标 准滴定 液 （ ．１５ｍ ｌＬ ； 酚 （ 海试 剂 ００２ ｏ ） 苯 ／ 上
芬顿试剂处理高浓度苯酚废水的研究
芬顿试剂处理高浓度苯酚废水的研究摘要:本文研究了采用芬顿试剂法处理高浓度苯酚废水,主要考察了芬顿试剂对不同浓度苯酚废水去除的效果、芬顿试剂投加量对苯酚转化产物的影响以及苯酚废水转化产物的定性分析。
关键词:芬顿试剂苯酚废水处理效果芬顿试剂(即H2O2和Fe2+)作为一种强的氧化剂,具有氧化速率快、量子化效率高、矿化能力强、应用方便等优点,是一种在污染物应急处理领域极具应用前景的水处理技术,近年来倍受环境工作者的重视。
事故状态下泄露的苯酚废水具有苯酚浓度高、生物毒性大的特点,应用传统的生物处理法会使菌体内的酶变质并失去活性,最终导致生物处理的效果较差[1]。
本试验应用芬顿试剂对高浓度苯酚废水进行了处理研究。
重点研究了芬顿试对剂高浓度苯酚废水去除率的效果、芬顿试剂投加量对苯酚转化产物的影响、以及苯酚废水转化产物的定性分析。
1 试验部分(1)水样。
试验用苯酚废水由实验室配置,浓度在950～11000mg/L 范围内。
(2)主要仪器及药品。
K-D浓缩器、真空泵、恒温水浴箱、量筒、酸度计;H2O2、FeSO4·7H2O、氢氧化钠、硫酸、苯酚、二氯甲烷,以上试验用药品均为分析纯级。
(3)方法。
苯酚废水氧化:量取400ml废水水样置于500ml量筒中,用20%硫酸调解pH3.0,称取一定量的FeSO4·7H2O溶于水样中,用玻璃棒搅拌使之完全溶解,打开气源搅拌水样,向溶液中加入27.5%的双氧水。
反应2h后,向溶液中加入氢氧化钠溶液,调解溶液pH在7.5～8.0范围内。
停止曝气。
溶液沉淀1h后取其样品分析特征污染物的含量。
苯酚废水氧化产物进行有机物萃取、浓缩[2]:先用氢氧化钠溶液将处理后水样调制pH12,将上清液取出置于分液漏斗中,加入20ml二氯甲烷充分振荡两分钟,静止10分钟后,分离水相和有机相,有机相收集至1#碘量瓶中。
向水相中再次加入20ml二氯甲烷充分振荡两分钟,静止10分钟后,分离水相和有机相,有机相收集至1#碘量瓶中。
高级氧化技术处理含酚炼油废水的研究
摘 要 ： 用 Ｐ ｏｏ Ｆ ｎ ｏ ／ ２ 采 ｈ ｔ ／ ｅ ｔｎ Ｃ ０ 。体 系处 理 含 酚 炼 油 废 水 ， 究 反 应 机 理 ， 立 Ｐ ｏｏ Ｆ ｎ ｏ ／ ｚ 体 系 研 建 ｈ ｔ ／ ｅ ｔｎ ｃ ０
降解 苯 酚 的 动 力 学 方 程 。实 验 结 果 表 明 ， 助 Ｆ ｎｏ 光 ｅ ｔｎ技 术 能 有 效 地 提 高 Ｆ ｎｏ ｅｔｎ试 剂 的 降 解 效 率 ， 于 ２ ０ｍ 对 ５ Ｌ
关 键 词 ： ｅ ｔｎ试 剂 可见 光 Ｆ ｎｏ
草 酸 盐 含 酚 炼 油废 水
ｌ 前 言
炼 油废水 属 高 浓度 有 机 废 水 ， 有排 放 量 大 、 具
污 染 严 重 等 特 点 。 由 于 炼 油 过 程 复 杂 ， 生 的 污 产
ｔｎＣ ０ 。体 系处理 含酚炼 油废水 ， ｏ ／ ２ ４一 考察 Ｈ
质 量浓 度 为 ５ ０ ｍ ／ 的苯 酚废 水 ， ３ Ｈ。 ｚ 液 投 加 量 ０ ５ｍＬ、 应 温 度 ４ ０ ｇＩ 在 Ｏ Ｏ 溶 ． 反 ０℃ 、 酸 钠 投 加 量 １ 草 ０ ｍＬ、 Ｆ Ｓ ・ Ｈ Ｏ 投 加 量 ０ ０ 、 Ｈ 值 ３ 反 应 时 间 ３ ｎ的 条 件 下 ， 酚 的 去 除 率 可 达 到 ９ 以上 。 实 验 结 果 ｅＯ ７ ． ５ｇ ｐ 、 ０ｍｉ 苯 ８ 同 时 证 明 了含 酚 炼 油 废 水 的 Ｐ ｏ ｏＦ ｎｏ ／ ） 氧 化 反 应 属 于 一 级 反 应 。 ｈ ｔ ／ ｅ ｔ ｎＣ （
１ 盐 酸溶 液 ； ０ 硫 酸 铜 溶 液 ； 酸 （ Ｐ ； Ｏ １ 磷 Ｈ。 Ｏ ）
１ 氢 氧 化 钠 溶 液 ； 水 一 化 铵 缓 冲 溶 液 ； Ｏ 氨 氯 ２ ４ 氨 基 安 替 比林 ； 铁 氰 化 钾 ； 基 橙 指 示 液 ； 一 ８ 甲 无
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苯酚废水技术研究1引言(Introduction)随着我国化工行业的快速发展,天然气化工、石油化工和煤化工规模日益扩大,化工污水量大幅增加,因此如何对大量的化工污水进行处理已经成为我国亟需解决的环境问题.苯酚由于其毒性高、有很强的难闻气味,并且是化工过程中高分子量的芳香类化合物氧化的中间产物,因此常被用作高级废水处理的模型化合物.近些年,先进氧化技术(AOPs)由于对含有难降解有机物废水的高效处理而受到了人们的关注.在AOPs中,湿式氧化技术(WAO)已经被广泛用于含酚废水的处理.然而,WAO的反应条件苛刻,不但能耗高而且对设备材质要求也高,因此,WAO在实际应用中往往只做预处理技术使用.而利用过渡金属作为催化剂的催化湿式氧化法(CWAO)可以在较低的温度和压力下分解难降解的污染物,由此降低了反应成本和操作费用.其中由于固体催化剂容易从被处理污水中分离,而受到了人们的广泛关注.目前,用于催化湿式氧化法处理苯酚废水的固体催化剂主要包括：贵金属催化剂,金属氧化物催化剂和混合氧化物催化剂.Ru、Pd、Pt等贵金属催化剂在催化湿式氧化处理苯酚废水过程中表现出了良好的催化活性.研究表明不同贵金属催化湿式氧化苯酚废水的活性顺序为Ru/CeO2>Pd/CeO2>Pt/CeO2.在160℃,20bar氧分压的条件下,Ru/CeO2催化剂上苯酚被完全降解.但贵金属催化剂存在价格昂贵,并且在含卤素、硫、氮化合物的污水中极其容易失活的缺点.因此,金属氧化物和混合氧化物催化剂被广泛用作贵金属催化剂的替代品.在金属氧化物催化剂和混合氧化物催化剂中,铜基催化剂表现出较好的氧化活性而被广泛应用于CWAO过程中研究了不同过渡金属(Cu、Ni、Co、Fe、Mn)氧化物的催化湿式氧化苯酚废水活性,结果表明CuO/γ-Al2O3催化剂表现了最佳的催化性能.在铜基催化剂中,目前以CuO/ZnO/Al2O3催化剂的应用最为普遍,ZnO能够提高铜的分散度和氧化还原能力,Al2O3能够增加表面积防止铜的烧结.与传统的Al2O3载体相比,MCM-41分子筛、CeO2、CeO2-ZrO2复合氧化物等载体表现出了更好的催化性能研究了介孔材料在催化湿式氧化苯酚废水过程中的作用,结果表明由于MCM-41分子筛具有均匀的孔道和较大的比表面积而起到了较好的催化效果.Keav等(2014)研究表明CeO2载体的储放氧能力加速了表面物种的吸附速率,从而改善了催化性能.在CeO2中掺杂Zr4+形成的CeO2-ZrO2复合氧化物固溶体,可进一步改善CeO2的体相特性,从而具有更高的储放氧能力和更好的热稳定性.但CeO2、ZrO2和CeO2-ZrO2载体在苯酚废水氧化过程中所起到的作用还亟需进一步深入研究.因此,本论文着重探索了CeO2、ZrO2和CeO2-ZrO2载体的结构和特性,并将其与催化苯酚氧化反应性能相关联,建立催化剂的构效关系.2实验部分(Experimental) 2.1催化剂的制备不同载体铜基催化剂采用共沉淀法制备.按CuO/ZnO/support(CeO2,ZrO2、CeO2-ZrO2)质量比为45:20:35配制0.1mol·L-1含Cu、Zn、Ce、Zr的硝酸盐水溶液(中国医药集团上海化学试剂公司,均为AR)和1.2倍当量0.5mol·L-1的Na2CO3水溶液(天津市科密欧化学试剂开发中心,AR),在60℃强烈搅拌下,将碳酸钠滴入硝酸盐混合溶液中,当pH值达到8时,停止滴入碳酸钠溶液,并继续搅拌2h,搅拌后在室温下静置12h.将沉淀抽滤,用去离子水洗涤,110℃下干燥12h后在400℃下焙烧2h,研磨至120目,压片成型,粉碎成40~60目的催化剂.CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂中,CeO2和ZrO2的物质的量比为1.对比催化剂选用川化股份有限公司催化剂厂生产的质量比为60:25:15的CuO/ZnO/Al2O3工业催化剂.2.2催化剂的表征BET比表面积和孔容采用NOVA2200E型(Quantachrome公司)全自动吸附仪测定.催化剂物相分析采用日本理学Ru-200B型X射线粉末衍射仪测定.催化剂的还原性能、铜比表面积(SCu)、铜分散度和储放氧功能(OSC)的测试过程见参考文献(张磊,2013).X射线光电子能谱(XPS)在VG ESCALAB MK-Ⅱ型(Thermo-VG Scientific公司)光电子能谱仪上进行.采用Al Kα射线激发源(hv=1486.6eV),电子结合能(BE)值采用样品的污染碳(C1s=284.6~285.0 eV)作为内标物,校正样品表面的荷电效应.金属溶出采用Agilent725ICP-AES分光光度仪测定.2.3催化湿式氧化苯酚实验催化湿式空气氧化苯酚废水实验在带有控温装置的300mL高压反应釜中进行.将100mL 浓度为100、500、1000和2000mg·L-1的苯酚溶液和0.5g催化剂加入到反应釜中,并控制温度为30℃.通入0.8MPa空气后,将反应釜加热到一定温度,以此时的温度和压力作为反应温度和压力,并作为反应的“零点”计时.此后每隔一定时间取1mL反应液,将反应液过滤后采用重铬酸钾法分析化学需氧量(COD).COD去除率(X)采用式(1)计算.(1)式中,Ci和Cf分别代表起始和测量样品的COD值.3结果与讨论(Results and discussion)3.1催化剂物理性质催化剂比表面积、孔容、铜比表面积和铜分散度见表 1.在所制备催化剂中,CuO/ZnO/ZrO2催化剂的比表面积最大,为143.5m2·g-1,CuO/ZnO/CeO2催化剂的比表面积最小,只有50.6m2·g-1.CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂的比表面积(90.8m2·g-1)与CuO/ZnO/Al2O3工业催化剂的比表面相接近,略低于CeO2-ZrO2载体的比表面积.催化剂的比表面积直接影响到活性组分的分散情况.与催化剂比表面积相对应,CuO/ZnO/ZrO2催化剂的铜分散度最大,CuO/ZnO/CeO2催化剂的铜分散度最小.虽然CuO/ZnO/Al2O3工业催化剂比表面积略高于CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂,但铜的分散度却低于了CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化的铜分散度,这是因为两者的组成比例不同所造成的.表1催化剂的物理性质催化剂的储放氧能力(OSC)见表 1.CuO/ZnO/Al2O3工业催化剂和CuO/ZnO/ZrO2催化剂均没有储放氧能力,而CuO/ZnO/CeO2催化剂表现出了一定的储放氧能力,这主要是因为CeO2的储放氧能力产生的.CeO2和ZrO2形成CeO2-ZrO2固溶体后,能进一步增加储放氧能力,因此CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂的储放氧能力远高于CuO/ZnO/CeO2催化剂.储放氧能力的增加有利于表面氧物种的增多,而表面氧物种的增多有利于加速苯酚氧化反应过程,所以增加催化剂储放氧能力有利于苯酚氧化过程的进行.3.2催化剂物相组成图1为不同载体催化剂的XRD谱图.从CuO/ZnO/CeO2催化剂的衍射特征峰可看出,CeO2的衍射特征峰对应的2θ为28.4°.添加ZrO2后,CeO2-ZrO2载体和CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂的CeO2和ZrO2的特征峰消失,并且在2θ=28.9°、33.5°、48.2°和57.1°处出现了明显的CexZr1-xO2固溶体特征衍射峰,说明样品中CeO2-ZrO2复合氧化物主要以CexZr1-xO2固溶体形式存在.CexZr1-xO2固溶体的形成能提升CeO2的储放氧性能,从而有利于调节氧化还原反应过程,提升氧化还原反应速率.除此之外,除CeO2-ZrO2载体外的样品均存在单斜相的CuO(JCPDS48-1548)和六方相的ZnO(JCPDS36-1451)衍射特征峰.图1催化剂的XRD谱图3.3催化剂的还原性能不同载体催化剂的H2-TPR谱图及用高斯函数进行拟合后的谱图如图2所示.所制备的催化剂H2-TPR谱图中都出现了一个低温还原峰(肩峰)和一个高温还原峰(主峰),这是由于不同氧物种的还原过程产生的.还原温度在230~260℃之间的肩峰对应表相氧物种的还原,还原温度在260~300℃之间的主峰对应体相氧物种的还原或Cu(Ⅱ)O晶体的还原(Shimokawabe et al.,1990).低温还原峰的出现,更容易在反应过程中提供表面氧物种,从而加速氧化反应过程.从图2中还可以看出,相比CuO/ZnO/CeO2和CuO/ZnO/ZrO2催化剂, CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂的肩峰和主峰都向低温方向移动,这说明相比CeO2和ZrO2载体, CeO2-ZrO2固溶体载体与活性组分的相互作用更强,从而使得氧物种更容易被还原,还原峰温度降低.Monte等(2005)研究表明CeO2-ZrO2固溶体负载过渡金属氧化物催化剂的还原温度越低,降解苯酚活性越高,显然的,这与本实验结果相符.另外,CeO2-ZrO2氧化物固溶体能够活化和转移氧物种.CeO2-ZrO2固溶体在氧化反应过程中能够提供表面氧物种参与反应,表面氧物种参与反应后,在CeO2-ZrO2固溶体表面就产生了氧空穴,氧空穴将反应物氧气活化,使得氧气转化为活化的表面氧物种继续参与氧化还原反应过程,这样就加快了氧化还原反应速率.从此说明,CeO2-ZrO2氧化物固溶体是一种良好的氧化还原反应催化剂活性组分或载体.图2催化剂的H2-TPR谱图3.4催化剂的X射线光电子能谱分析应用XPS对CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂的表面物种及其价态进行了分析.图3分别为表面Cu2p的电子结合能谱和表面Ce3d的电子结合能谱.由图3a可知,940~945eV处出现的Cu2p振激峰(shake up peak)对应Cu2+的电子结合能,说明反应前表面铜物种主要以CuO 的形式存在,这与XRD结果相吻合.另外,由于Ce为镧系过渡金属,受X光激发后,产生多电子激发过程,因此Ce3d谱峰结构复杂(Mullins et al.,1998).由图3b可知,在884.9和903.5eV处的两个特征峰可归属于Ce3+的电子结合能,在881.7eV和916.3eV处的两个特征峰可归属于Ce4+的电子结合能,说明Ce3+物种和Ce4+物种共同存于催化剂表面.如前所述,CeO2-ZrO2固溶体能提供表面氧物种和表面氧空穴,这主要是通过Ce3+和Ce4+的相互转换实现的.表面氧物种的形成有利于苯酚的氧化和分解,氧空穴的形成有助于反应物O2的解离和产物CO2的形成,因此,催化剂表面Ce3+和Ce4+共存有助于协调氧化还原反应过程,这与H2-TPR结果相符.图3CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂Cu2p(a)、Ce3d(b)和O1s(c)的XPS谱图为了进一步说明CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂表面氧物种的存在形式,图3c为O1s的电子结合能谱图.从图中可以看出,O1s存在两个重叠峰,对应两种不同的氧物种,低结合能对应的为体相氧物种,高结合能对应的为表相氧物种(Wang et al.,2008).3.5催化湿式空气氧化苯酚性能评价不同反应时间下的催化湿式空气氧化苯酚COD去除率如图4所示.不加入催化剂的空白实验COD去除率最低,在反应条件为200℃和2MPa下,最终(240min)COD去除率仅为70.6%.CuO/ZnO/Al2O3工业催化剂的最终COD去除率略高于空白实验,为79.5%.不含CuO 的CeO2-ZrO2载体的催化活性高于CuO/ZnO/Al2O3工业催化剂,说明CeZr载体不仅起到了分散活性组分CuO的作用,而且也是催化湿式空气氧化苯酚废水的良好催化剂,这可能是CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂具有最佳活性的一个原因.添加CeO2为载体的CuO/ZnO/CeO2催化剂的催化活性进一步提升.尽管CuO/ZnO/CeO2催化剂的Cu分散度最低,但相比CuO/ZnO/Al2O3工业催化剂,最终COD值提升了10%.这是因为CeO2具有一定的储放氧能力,从而提高了催化剂的氧化反应活性.相比Al2O3和CeO2为载体的铜基催化剂,ZrO2为载体的CuO/ZnO/ZrO2催化剂活性更好,这是因为ZrO2载体不仅改善了Cu的分散,而且改善了催化剂的还原性能.因此,CuO/ZnO/ZrO2催化剂的最终COD去除率达到了94.9%,仅略低于CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂.从图4中可以看出,以CeO2-ZrO2固溶体为载体的CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂具有最佳的催化湿式空气氧化苯酚活性,这是因为以CeO2-ZrO2固溶体为载体不仅能较好的分散CuO物种,改善催化剂的氧化还原性能,而且增加了催化剂的储放氧性能,从而使得CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂表现出最佳的催化活性.在CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂上,考察了反应温度及苯酚废水初始浓度对COD去除率的影响,如图5所示.由图5a可知,在催化湿式空气氧化过程中,反应温度对COD去除率的影响非常显著.当反应温度为180℃时,COD去除率仅为77.5%.当反应温度增加到200℃和220℃时,COD去除率分别达到了96.5%和97.5%,这表明反应温度的升高有利于苯酚氧化.另外,由图5b可以看出,在200℃和2MPa下,COD去除率随苯酚初始浓度的增加而增加.这主要是因为苯酚初始浓度增加,使得吸附在催化剂表面的苯酚浓度增加,从而促进了反应速率的加快.图5反应温度(a)和苯酚初始浓度(b)对COD去除率的影响3.6金属溶出当催化剂在高温条件下催化氧化降解小分子酸时,金属元素会从固相催化剂中流失到水溶液中.金属元素在溶液中的流失是造成催化剂失活的重要因素之一,同时金属的溶出也会造成水质的二次污染.因此,本论文通过ICP-AES测定了经不同催化剂处理后苯酚废水中的金属含量.结果发现,使用CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂催化苯酚废水后的样品,未检测出Ce和Zr元素,这主要是由于CeO2-ZrO2载体具有较强的作用力,以稳定的固溶体形式存在.另外,使用CuO/ZnO/CeO2和CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂催化苯酚废水后的样品,也未检测出铜元素;使用CuO/ZnO/ZrO2催化剂催化苯酚废水后的样品,铜的溶出量仅为0.045mg·L-1,这主要是由于活性组分铜与载体之间的相互作用力较强,不易溶出,ICP-AES金属溶出情况与XRD形成铈锆固溶体的结果相符.4结论(Conclusions)采用共沉淀法制备了不同载体(CeO2、ZrO2、CeO2-ZrO2)的铜基催化湿式空气氧化苯酚废水催化剂.ZrO2载体主要起到了改善铜的分散,CeO2载体主要起到提供储放氧能力.CeO2-ZrO2复合氧化物载体主要以固溶体形式存在,既改善了活性组分铜的分散和催化剂的氧化还原性能,又进一步增加了催化剂的储放氧能力,因而CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂表现出最佳的催化氧化苯酚活性.通过H2-TPR和XPS表明,CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂存在表相氧和体相氧两种氧物种,表相氧的存在有利于苯酚的氧化和降解,从而增加了催化剂的活性.另外,由于CuO与ZnO或CeO2-ZrO2载体之间存在较强的作用力,因此CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂没有出现金属溶出现象,有效防止了金属对水的二次污染.在反应条件为200℃和2MPa空气条件下,COD最高去除率为96.5%.。