微波诱导H2O2催化氧化处理水中苯酚的研究

摘要

以铁改性Al2O3为催化剂，建立了微波诱导H2O2催化氧化处理模拟含酚废水的工艺，优化了处理工艺条件。结果表明，在50～500mg/L范围之内水中苯酚初始浓度对微波诱导H2O2催化氧化工艺的处理效果影响不大，对于50ml浓度为100mg/L的模拟苯酚废水，最佳的处理工艺条件为：微波辐照功率400W，辐照时间5min，催化剂加入量3g，浓度为3%的H2O2加入量为1.0ml，体系pH>4。在此工艺条件下，水中苯酚的去除率达97.98%。本文研制的催化剂具有较好的使用寿命，连续使用16次后苯酚去除率仍达96.96%。微波诱导H2O2催化氧化工艺处理水中苯酚的机理研究表明，该处理过程实际上是在微波场的诱导下，催化剂表面发生了类Fenton反应，整个反应过程可以分为微波诱导阶段和类Fenton反应阶段。两阶段的氧化过程均符合一级动力学反应规律，表现动力学方程分别为lnC：-0.091 5t+4.652 4(r=0.98)和lnC=-0.7967t+4.938 8(r=0.99)。类Fenton反应阶段的氧化速率要远高于诱导阶段的氧化速率，微波不仅能够诱导类Fenton反应的发生，还能够强化该过程提高处理效果。与它处理工艺相比，该工艺具有催化剂的投加量少、投加方式简单、处理效率高、处理速度快、设备简单、操作方便等优点。