有机染料的催化氧化处理【开题报告】

毕业论文开题报告
高分子材料与工程
有机染料的催化氧化处理
一、选题的背景和意义
水环境的污染已经成为全球普遍关注的话题。

印染废水的排放量非常大，约为工业废水总排放量的十分之一。

在纺织行业中，其中印染废水成为纺织行业的主要污染源是由于染料的存在。

纺织品的印染过程中，其中15%的染料被直接排放到水中。

印染废水由于含有大量的有机物和较深的颜色，而浓度很大的有机物存在水中会消耗水中的溶解氧，废水较深的颜色会阻碍光线在水中的传播，这样就破坏了水生生物的生存的环境。

国内处理染料废水的主要方法有物理吸附法、生物法、高级氧化法。

但是由于染料废水色度和浓度高，废水中染料的成分复杂，且绝大多数是生物难以降解的，还含有许多具有生物毒性和具有致癌、致畸和突变的有机物。

为了解决有机染料废水对环境和人类的危害，研究更加环保、节能、安全的处理方法。

金属酞菁具有优越的热稳定性和耐酸碱性，并且在各种催化剂中金属酞菁是非常高效的光催化剂。

酞菁类化合物由于具有良好的磁，光，热，电的性能被广泛用于染料、催化剂、非线性光学材料、电致变色材料、光储存材料等各种领域。

染料废水是成分比较复杂的有机废水，处理的主要对象有易降解的有机物、不易生物降解的有机物、碱度、染料色素以及少量的有毒物质。

染料废水的方法也有很多种。

基于人们尝试将金属酞菁固载于分子筛，沸石等无机载体和高分子树脂等载体中，并取得了一定的成果。

同这些载体相比，纤维具有成本低，易加工成型，易进行物理和化学改性的特点，且易从反应体系中分离等特殊性能。

由于金属酞菁含有双键，为金属酞菁与其他单体共聚提供了极大的方便。

负载型金属酞菁光催化降解印染废水的研究尚处于研究阶段，因此我们需要研究各种因素对负载型金属酞菁处理染料废水的影响，从而提高负载金属酞菁催化效率，对降解印染废水有重要的理论意义和应用价值。

二、研究目标与主要内容（含论文提纲）
本实验采用固相合成方法得到四氨基金属钴酞菁，然后把四氨基金属钴酞菁以共价
键的形式负载到纤维素纤维上，最后以负载了金属钴酞菁的纤维作为催化剂来催化氧化有机染料废水。

具体研究思路与目标如下：
（1）4-硝基邻苯二甲酸、尿素、钼酸铵、氯化钴为原料制备四硝基钴酞菁，把Na
2S·9H
2
O
溶解在蒸馏水中作为还原剂，加入四硝基钴酞菁制备四氨基钴酞菁。

（2）以纤维素纤维为载体，把四氨基钴酞菁以共价键的形式负载于其表面，制备成催化剂。

（3）把负载于纤维素纤维上的催化剂来催化氧化有机染料废水，来研究对有机染料废水氧化效果。

确定负载型纤维对染料废水处理的最优条件。

论文提纲：
第一章引言
第二章实验部分
第三章实验结果与讨论
第四章结论
三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等
实验采用以4-硝基邻苯二甲酸，尿素，钼酸铵和六水氯化钴为原料，以固相合成的方法制备2,9,16,23-四硝基钴酞菁，然后把2,9,16,23-四硝基钴酞菁加入到已经把Na2S•9H2O溶解在蒸馏水的溶液中反应，经过洗涤，提纯后得到四氨基钴酞菁。

采用红外光谱和紫外可见光吸收光谱对四氨基钴酞菁进行表征。

O CH 2
OH
OH OH H
O **H H n
O CHO OH OH H O
*H H n
图1 纤维素水解和纤维素氧化方程式
根据图1中的2个化学方程式处理乙酸纤维素，然后将制备出来的催化剂四氨基钴酞菁以共价键的形式固定于纤维表面，以作为研究催化氧化染料废水性能。

通过DSC 检测，测出负载前后热量分析。

以及通过原子吸收光谱测定是否负载上金属酞菁和纤维上金属酞菁的负载量。

通过紫外可见光吸收光谱来分析钴酞菁催化剂对有机染料废水的催化氧化性能。

来确定处理染料废水的最优条件。

四、参考文献
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五、研究的整体方案与工作进度安排（内容、步骤、时间）
研究的整体方案及进度：
1 2010.11.01-2010.11.30 文献的查阅与实验方案制定 完成
2 2010.12.01-2010.12.26 撰写开题报告，文献综述，外文翻译 完成
3 2010.12.27-2010-01.25 调试实验仪器，进行摸索性实验 完成
4 2010.01.26-2011.01.31 金属钴酞菁的制备 完成
5 2011.02.19-2011.02.2
6 金属钴酞菁负载于纤维素纤维上 进行中 6 2011.02.27-2011.03.16 完成有机染料的催化氧化处理 进行中
7 2011.03.17-2011.03.25 完成论文初稿 进行中
8 2011.03.26-2011.04.18 毕业论文撰写 进行中
六、研究的主要特点及创新点
由于染料废水色度和浓度高，废水中染料的成分复杂，且绝大多数是生物难以降解的，还含有许多具有生物毒性和具有致癌、致畸和突变的有机物。

国内处理染料废水的主要方法有物理吸附法、生物法、高级氧化法。

为了解决染料废水对环境和人类的的危
害，需要高效、节能、环保的方法。

金属酞菁具有优越的耐酸碱性和较高的热稳定性以及突出的催化性能，然而均相催化反应不利于金属酞菁的回收，同时也会导致二次污染。

因此本文研究的染料处理方法把金属酞菁负载于纤维素纤维上，这样既解决了催化效率又解决了二次污染。