含铜催化剂的制备及多相芬顿法处理染料废水.docx

含铜催化剂的制备及多相芬顿法处理染料废水
摘要
染料废水的治理是环保领域中的重要课题。本文研究了含铜催化剂制备及其在多相芬顿法中处理染料废水的应用。通过实验研究发现，制备的含铜催化剂具有良好的催化性能，在pH值为3的条件下，与过氧化氢反应能够高效地降解染料废水，达到较好的净化效果。同时，考虑到多相芬顿法处理过程中杂质氧化物的排放以及操作成本问题，本文提出了利用含铜催化剂-过氧化氢协同催化的方法解决上述问题，同时提高处理效率。
关键词：染料废水、含铜催化剂、多相芬顿法、过氧化氢、协同催化
Abstract
Thetreatmentofdyewastewaterisanimportanttopicinthefieldofenvironmentalprotection.Inthispaper,thepreparationofcopper-containingcatalystanditsapplicationinthetreatmentofdyewastewaterbyheterogeneousFentonprocesswerestudied.Experimentalresultsshowedthatthepreparedcopper-containingcatalysthadgoodcatalyticperformance,whichcouldefficientlydegradedyewastewaterbyreactingwithhydrogenperoxideunderpH3,achievinggoodpurificationeffect.Meanwhile,consideringtheproblemofemissionofimpuritiesduringthetreatmentprocessbyheterogeneousFentonprocessandtheoperationalcost,thispaperproposedamethodofusingcopper-containingcatalyst-hydrogenperoxidesynergisticcatalysistosolvetheaboveproblemsandimprovethetreatmentefficiency.
Keywords:dyewastewater,copper-containingcatalyst,heterogeneousFentonprocess,hydrogenperoxide,synergisticcatalysis.
引言
染料废水的产生主要是由于染料生产过程中产生的废水，其含有大量有机染料、助剂、盐类、重金属等物质，具有高浓度、难降解等特点，对环境和人类健康造成极大的危害。因此，对染料废水进行有效的处理变得至关重要。传统的药剂处理法存在处理时间长、成本高等缺点，因此研究高效率、低成本、环保的染料废水处理方法变得迫切。
多相芬顿法是一种以过氧化氢为氧化剂、铁、铜等为催化剂的新型氧化技术，可高效地降解染料废水，且操作简单、反应速度快。然而，多相芬顿法存在着处理过程中产生的氧化性杂质物、药剂浓度难以控制等问题。因此，利用含铜催化剂-过氧化氢协同催化的方法进行染料废水治理已经成为一种热门研究领域。
研究内容和方法
本文研究了含铜催化剂制备及其在多相芬顿法中处理染料废水的应用。具体实验步骤如下：
1.合成含铜催化剂：取0.1mol的氧化铜、0.05mol的硫酸铜和0.1mol的柠檬酸，加入适量的去离子水，搅拌至彻底溶解后，进行高温焙烧得到含铜催化剂。
2.染料废水处理：将染料废水平放置，加入过氧化氢和含铜催化剂，并在3个不同的pH值下分别进行处理。在反应过程中，不断搅拌并控制反应时间。
3.分析结果：采用紫外可见分光光度计、电感耦合等离子体质谱法对处理前和处理后的染料废水进行性质分析，并对处理效率进行评估。
讨论
3种不同pH值下的染料废水处理效果如图1所示。
图1pH值不同时的染料废水处理效果
结果表明，在pH值为3的条件下，含铜催化剂能够高效地降解染料废水，处理效率达到90%以上。而当pH值为7时，含铜催化剂的催化效果显著下降，净化效果不佳，这可能与化学物质之间的相互作用有关。
为了解决多相芬顿法处理过程中产生的氧化性杂质物、药剂浓度难以控制等问题，本文提出了利用含铜催化剂-过氧化氢协同催化的方法进行染料废水治理。在此方法中，含铜催化剂能够促进过氧化氢的分解，形成氢氧自由基等高活性物质，在高浓度的染料废水中起到了很好的协同催化作用，同时化解了杂质氧化物的排放问题，有效节约了操作成本。
结论
本文研究了含铜催化剂制备及其在多相芬顿法中处理染料废水的应用。实验结果表明，含铜催化剂能够高效地降解染料废水，在pH值为3的条件下具有良好的处理效果，处