改性非均相芬顿试剂的制备及光助降解苯酚废水研究

摘要

本文制备了Fe2O3／γ-Al2O3催化剂与改性的Fe2O3-CeO2／γ-Al2O3催化剂,并以其与H2O2形成芬顿体系分别考察降解苯酚性能,比较催化剂催化活性。引入光照改良反应体系,提高降解苯酚性能。
　　 采用浸渍法制备Fe2O3／γ-Al2O3催化剂,利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)等手段对样品的形貌、结构、元素组成进行分析测试。结果表明:γ-Al2O3催化剂表面有大量的不规则颗粒,催化剂表面Fe／Al原子比为0.12。考察不同制备条件下Fe2O3／γ-Al2O3催化剂降解苯酚性能,结果显示:Fe(NO3)3浸渍液浓度为0.05mol／L,焙烧温度为300℃,焙烧时间为2h条件下,制备的Fe2O3／γ-Al2O3催化剂降解苯酚,反应120min后苯酚的去除率为83.5％。
　　 将紫外光与Fe2O3／γ-Al2O3芬顿体系结合,形成光助非均相芬顿试剂,以其降解苯酚,并考察反应工艺参数。结果显示:苯酚初始浓度250mg／L、Fe2O3／γ-Al2O3催化剂用量为0.4g、(质量分数为3％)H2O2溶液4mL、pH值2.66、反应温度为室N25℃,反应120min后苯酚去除率可达92.8％。
　　 采用Ce改性Fe2O3／γ-Al2O3催化剂,运用分层浸渍法制备Fe2O3-CeO2／γ-Al2O3催化剂以提高铁分散度、降低铁溶出提高催化剂稳定性并提高对苯酚的降解效率,应用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)等手段对样品的形貌、结构、元素组成进行分析测试,并考察制备工艺及反应条件。结果显示:Fe2O3-CeO2／γ-Al2O3催化剂结构紧凑,颗粒均匀分散,在降解苯酚体系中反应120min后,苯酚去除率可达93.6％,光助条件下Fe2O3／γ-Al2O3催化剂对苯酚降解效果体现出较优的催化活性,Ce改性制备的Fe2O3-CeO2／γ-Al2O3催化剂的反应性溶出低于Fe2O3／γ-Al2O3催化剂,溶出率从0.52％降到0.22％,且去除苯酚效率提高。