高岭土在光催化处理兰炭废水中的应用.pdf

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1、节能环保高岭土在光催化处理兰炭废水中的应用1211王鼎刘丽娜席志军张艳玲（1榆林职业技术学院，2榆林学院化学与化工学院，陕西榆林719000）摘要：兰炭作为陕北榆林的支柱产业，也是一种新型产业，关注，是一种发展前景很好的氧化技术。光催化氧化法对工业规模化生产时间不长，导致国内外对兰炭废水处理的研究报道废水中有机物，如酚类物质等有较高的降解能力。这种新型的很少。本文选择榆林府谷京府煤化公司兰炭废水为样品，借鉴水处理方法可直接在紫外光、日光照射下进行，具有工艺简单，Fenton试剂催化氧化处理兰炭废水，采用酸化高岭土/Fenton试节约成本、操作方便、容易控制、能耗低、生产规模易调整等剂做

2、光催化剂，对兰炭废水进行光催化降解。力求开发出一种优点。兰炭废水降解新方法。1Fenton试剂法、高岭土兰炭作为一种新型的化工原料，被广泛应用于冶金及多种Fenton试剂是以H2+2O2为氧化剂、以亚铁盐（Fe）为催化剂载能行业，21世纪以来兰炭的需求量大幅增加，生产规模开始的均相催化氧化法。Fenton试剂在催化反应过程产生的•OH逐步扩大，随之而来的生产废水也大量增加。陕北地区兰炭废是一种氧化能力很强的自由基，能氧化降解废水中有机物，从水处理方式仿照焦化废水处理进行，第一步：进行预处理，通过[2]而降低废水的COD和色度。吸附、分离收集高浓度污染物；第二步：采用生物分解氧化法进高岭

3、土是一种天然粘土矿物，经济廉价、来源广泛。陕北行二次处理。采用以上方法处理兰炭废水的最大缺点是处理至内蒙一带煤系高岭土储量丰富。我们在前期的研究发现，高后的水很难达到国家规定的排放标准，不能满足当今环保的高岭土是一种很好的光催化剂载体，可以促进反应过程中的质量要求。故研究如何进一步去除兰炭废水生化出水中的污染物传递，改善光催化反应效率。许多研究都集中在高岭土做催化质，意义重大。剂载体的性质，忽视了其本身的光催化性能。煤系高岭土的主[1]光催化技术以其绿色环境的优势，近年引起了社会广泛的要化学成分，见下表。图1兰炭废水紫外可见全谱扫描曲线图2兰炭废水加H2O2紫外可见全谱扫描曲线（a）（

4、b）图3兰炭废水加SO2-4/K和H2O2紫外可见全谱扫描曲线2772016年8月节能环保图1高岭土XRD图图2高岭土SEM图2+3+-Al2OFe2OMgNa2Mg烧失合Fe+H2O2→Fe+OH+•OH(4.2)成分SiO2TiO2K2O33OOO量计我们选择的催化剂H2SO4改性高岭土（酸化高岭土）记为：含38.399.43.250.200.430.500.240.290.2416.67SO42-/K。光催化反应中酸化高岭土表面羟基可以捕获光生空量%290穴生成具有强氧化性的羟基自由基（•OH）2实验2-2-+-SO4/K+hv(UV)→SO4/K(h+e)(4.3)内蒙古鄂尔多

5、斯煤系高岭土（记为K），5mol/L的H2SO4溶++H2O+h→·OH+H(4.4)液在带有回流冷凝器和搅拌的三口烧瓶中加热至90℃，搅拌下•OH氧化有机物的反应如下：加入K，固液质量比约为1:10，并维持恒温90℃。持续搅拌3hRH+•OH→R•+H2O(4.5)2-后过滤分离，滤饼干燥后得到酸改性高岭土样品（记为SO4/3+2++R•+Fe→Fe+R(4.6)K）。++R+O2→ROO→CO2+H2O(4.7)3结果与讨论2-由以上系列反应可以看出，酸化高岭土（SO4/K）/Fenton（1）表征结果2+2-试剂氧化有机物的过程是：①首先Fe催化H2O2和SO4/K光照由图1可以

6、看出高岭土在2θ为12.6°出现层状结构的特征产生•OH；②•OH将有机物氧化为游离基R；③R•进一步被衍射峰，同时在2θ为35~40°之间出现了明显的高岭土特征“山”氧化成CO2和H2O。因此，酸化高岭土/Fenton试剂对有机物的字峰。以上结果表明原土中高岭石有较好的结晶度。图2可以处理是没有选择性的，对难生物降解废水、有毒废水、和生物抑看出高岭土形貌还是片状，样品表面粗糙且有明显的堆积孔制性废水可以稳定、有效的处理。道，孔道有利于吸附废水中的有机物。5结语（2）光催化活性结果（如图1、图2所示）（1）H2SO4改性高岭土做光催化剂加入H2O2在紫外光照射由紫外光谱扫描曲线可知兰炭

7、废水加入H2O2对紫外光的下对兰炭废水降解效果明显。吸收明显增加，说明H2O2的引入有利于样品在紫外光区的3+（2）高岭土中的Fe加入H2O2有助于形成Fenton试剂，光照激发。产生•OH能有效的降解兰炭废水中的有机物。（3）催化剂在可2-图3（a）可知兰炭废水加入SO4/K和H2O2的吸收峰值在见光区光对兰炭废水有一定的降解，这为后续可见光降解兰炭200~280nm范围内，光照后废水的紫外吸收峰明显增加，说明废水提供了可行性的研究价值。2-