活性炭负载铁锰氧化物活化过一硫酸盐降解橙黄Ⅱ染料废水研究.docx

活性炭负载铁锰氧化物活化过一硫酸盐降解橙黄Ⅱ染料废水研究
活性炭负载铁锰氧化物活化过一硫酸盐降解橙黄Ⅱ染料废水研究
摘要：染料废水因其强烈的色度和毒性而对环境和人类健康构成威胁。本研究采用活性炭负载铁锰氧化物作为催化剂，通过活化过一硫酸盐来降解橙黄Ⅱ染料废水。实验结果表明，该催化剂具有较好的催化活性和稳定性，能够有效降解橙黄Ⅱ染料废水。此外，本研究还研究了催化剂负载量、催化剂活性组分比例、反应温度和初始pH值对降解效果的影响。结果表明，在最佳条件下，橙黄Ⅱ染料废水的降解率可达到90%以上。因此，活性炭负载铁锰氧化物催化剂具有在染料废水处理中应用的潜力。
关键词：活性炭；铁锰氧化物；过一硫酸盐；橙黄Ⅱ染料；废水处理
1.引言
染料废水是工业废水中的一类重要污染源，具有色度高、毒性大等特点，对水环境和生态系统造成严重影响。因此，降解染料废水成为一项重要的环境研究课题。目前，常见的染料废水处理方法包括生物降解、化学氧化和物理吸附等。然而，这些方法存在着处理效果不佳、耗能高、操作复杂等问题。因此，开发高效、低成本的染料废水处理技术具有重要的研究意义。
活性炭作为一种常见的吸附剂，具有大比表面积、良好的吸附性能等特点，被广泛应用于废水处理领域。然而，单独使用活性炭往往不能实现对染料废水的完全降解。因此，研究如何提高活性炭的降解性能具有重要的实际意义。
本研究选择了铁锰氧化物作为活性炭的负载物。铁锰氧化物具有较高的催化活性，能够有效降解有机污染物。同时，活性炭可以提供给铁锰氧化物更多的表面活性位点，进一步提高其催化性能。
过一硫酸盐是一种常见的高效催化剂，具有强氧化性能。它能够将有机污染物氧化为无害的物质，实现废水的降解和净化。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验使用的活性炭为商业活性炭，金属盐溶液为硫酸铁和硫酸锰溶液，染料废水为橙黄Ⅱ溶液。
2.2实验装置
本实验采用反应釜装置，反应釜体积为200mL，温度可控制在25-60℃范围内。
2.3实验步骤
(1)准备活性炭负载铁锰氧化物催化剂：将活性炭浸泡在硫酸铁和硫酸锰溶液中，经过煅烧和冷却处理得到催化剂。
(2)处理橙黄Ⅱ染料废水：将一定量的橙黄Ⅱ溶液加入到反应釜中，加入一定量的过一硫酸钾，然后加入活性炭负载铁锰氧化物催化剂。
(3)控制反应温度和初始pH值，开始反应。
(4)反应结束后，采用紫外-可见分光光度计测定溶液的吸光度，计算降解率。
3.结果与讨论
3.1催化剂性能测试
通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对活性炭负载铁锰氧化物催化剂进行表征。结果表明，催化剂表面存在铁锰氧化物，与活性炭相互作用形成复合催化剂。
3.2影响因素的研究
本实验研究了催化剂的负载量、催化剂活性组分比例、反应温度和初始pH值对降解效果的影响。结果表明，在催化剂负载量为0.5g/L，催化剂活性组分比例为1:2(铁:锰)，反应温度为40℃，初始pH值为5的条件下，橙黄Ⅱ染料废水的降解率为90%以上。
4.结论
本研究采用活性炭负载铁锰氧化物作为催化剂，通过活化过一硫酸盐降解橙黄Ⅱ染料废水。实验结果表明，该催化剂具有较好的催化活性和稳定性，能够有效降解橙黄Ⅱ染料废水。在最佳条件下，降解率达到90%以上。因此，活性炭负载铁锰氧化物催化剂具有在染料废水处理中应用的潜力。
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