选题背景及意义

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1、一﹑选题的背景及研究的意义水资源污染是当前世界各国普遍面临的环境问题之一，水中的有机污染物，尤其是工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有一些还很难降，已经威胁到了人类的生存和发展[1]。在印染行业中，近年来由于人们生活水平的提高和对美的追求，纺织品的产量和质量有了大幅度的提高，染料的使用正朝着抗光解、抗氧化和抗生物降解的方向发展[2]。而随之到来的是印染废水排放污染问题，据统计，我国也同样面临如此局面，2010年，我国废水排放总量617.3亿吨，比上年增长4.7%，其中

2、工业废水排放237.5亿吨，占废水排放总量的38.5%，废水排放量位于前4位的行业依次为造纸与纸制品业，化学原料及化学制品制造业，纺织业，农副食品加工业，4个行业的废水排放量109.1亿吨，占重点调查统计企业废水排放量的51.5%，4个行业的化学需氧量排放量为219.5万吨，污染贡献率占60.0%[3]。对于印染废水，其是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的废水，主要来自漂炼、染色、退浆、整理等工序[4]。废水中含有大量的浆料和助剂，如偶氮染料，它是染料工业所用合成有机染

3、料中最主要的一种，几乎占据当今所用染料一半，而且尤以活性染料在染料废水中含量极大。另外，印染废水还含有各种有毒污染物，如苯环、胺基、偶氮等基团的苯胺、硝基苯、邻苯二甲酸类等。因而印染废水以其水量大、色度深、水质变化大、有机毒物含量高、成分复杂以及难生物降解等特点，更是国内外公认的难处理的工业废水之一[5]。因此，针对印染废水中难降解有机物的降解，人们着眼于研究有别于传统处理方法的一些新的氧化方法，AOTs(advancedoxidationtechnologies，高级氧化技术)由其降解有机污染物的

4、高效性而备受推崇，其中的Fenton氧化法更因操作简单、费用低廉、无须复杂设备且对环境友好等优点受到了广泛关注，大量研究表明Fenton试剂可以用于分解很多有机物，如酚、偶氮类染料、氯苯、芳香胺、三卤甲烷、米吐氯、表面活性剂等[6-9]。近年来对于Fenton氧化法的研究，逐渐发展了不同的处理体系，有光助Fenton[10,11]、电Fenton[12,13]、光电Fenton[14]等Fenton体系以及其他类Fenton体系[15,16]。但是，Fenton氧化法也有其明显的局限性[17-21]

5、，如Fenton试剂中的H2O2利用率不高，反应溶液的有效pH值受限等[22]；类Fenton中使用的配合物催化剂易分解，合成成本较高[23,24]；固体催化剂活性低，活性组分易流失[24,25]，从而，面对Fenton氧化法其局限性，人们开始考虑研究开发更加高效的活化H2O2体系，这也对于推广Fenton氧化法的进一步应用有着很重要的意义。二、本课题研究领域国内外的研究动态及发展趋势2.1Fenton试剂1894年法国科学家Fenton[26]发现了Fe2+能通过H2O2有效地催化苹果酸的氧化，以

6、后的研究表明二者的结合对许多种类的有机物都是一种有效的氧化剂。后人为纪念这位伟大的科学家，将Fe2+和H2O2组成的试剂命名为Fenton试剂，使用该试剂的反应称为Fenton反应。Fenton试剂的反应机理为[27,28]：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+•OH(1)Fe2++•OH→Fe3++OH-(2)Fe3++H2O2→Fe2++HO2•+H+(3)HO2•+H2O2→O2+H2O+•OH(4)RH+•OH→R•+H2O(5)R•+Fe3+→R++Fe2+(6)R•+O2→ROO+⋯⋯

7、→CO2+H2O(7)Fe2+与H2O2反应很快，生成•OH，在反应过程中同时有Fe3+生成，Fe3+可以与H2O2反应生成Fe2+，生成的Fe2+再与H2O2反应生成•OH，可见在反应过程中Fe2+是很好的催化剂。生成的•OH可以进一步与有机物RH反应生成有机自由基R•，R•进一步氧化，使有机物结构发生碳链断裂，最终氧化成为CO2和H2O，使废水的COD大大降低[29]。但随着人们对于Fenton氧化法的不断研究，发现其有以下局限性，包括：(1)反应在pH值接近3的条件下才有较高活性；(2)反应过

8、程中由于铁聚集和沉降将产生大量污泥；(3)需要消耗大量的化学试剂，尤其是昂贵的H2O2；(4)铁催化效率较低，催化缓慢，而且铁盐的用量很高，没有起到真正的催化作用；(5)对一些有机物无法达到预期的降解效果，TOC去除率不超过60%[20]。为了克服Fenton氧化法存在的诸多局限，类Fenton体系的研究逐渐展开。2.2类Fenton试剂随着试剂研究的不断深化，人们把紫外光、草酸根、微波及超声波等引入Fenton试剂体系，不仅增加了Fenton试剂的氧化能力，而且节约