施氏矿物和小分子有机酸存在下偶氮染料AO7的异相光催化降解研究

摘要

偶氮染料是目前种类最多的一大类染料，主要应用于纺织品、皮革制品和食品等行业。全世界大约有2000多种不同结构的偶氮染料，而世界总产量中15％的染料都在染色过程中流失，以工业废水的形式排放到环境中，并且成份复杂、色度高、可生化性差、难降解，传统的处理方法很难使其达标，是工业废水处理的一大难题。光催化氧化技术具有高效、快速扣无害等优点，并且能够破坏许多结构稳定、生物难降解的有机污染物，因而受到极大关注。本文主要研究施氏矿物结合小分子有机酸（柠檬酸、草酸）光催化降解偶氮染料酸性橙7(AO7)的影响因素及反应机理。
　　本论文分为两部分:
　　第一部分:采用生物成因法、利用氧化亚铁硫杆菌（Acidithtobacillus ferrooxidans）对亚铁的生物氧化作用，合成施氏矿物(schwertmannite。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、BET比表面及孔径分析仪等方法对合成出的产物进行表征，确定合成出的矿物为施氏矿物。
　　第二部分:在不同pH、有机酸浓度和施氏矿物用量及温度、光照强度等条件下，对施氏矿物与小分子有机酸（柠檬酸、草酸）共同存在下光催化降解AO7的效果进行研究。通过控制变量法，由实验探究得出，对于光催化降解体系，各反应影响因素均存在一个最佳条件。对于柠檬酸体系来说，最佳条件为25℃、300W汞灯、pH=5.0、10 mmol/L柠檬酸初始浓度、0.50 g/L施氏矿物用量;对于草酸体系来说，pH过高时对体系反应的进行有很大影响，需加入缓冲液维持pH在5.0左右，最佳条件为25℃、300W汞灯、5mmol/L草酸初始浓度、0.50g/L施氏矿物用量。通过对光催化降解AO7各个影响因素的探讨，初步推测出了施氏矿物和小分子有机酸光催化降解AO7的反应机理。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 染料概述及其处理方法

1．1．1 染料特点、来源及其污染现状

1．1．2 印染废水的处理方法及研究近况

1．2 施氏矿物(Schwertmannite)的研究概况

1．2．1 施氏矿物的组成和结构

1．2．2 施氏矿物的制备方法简介

1．3 柠檬酸、草酸的性质和用途

1．3．1 柠檬酸的性质和用途

1．3．2 草酸的性质和用途

1．4 研究的目的、意义及方法

参考文献

第二章 施氏矿物的制备与表征

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 试剂与仪器

2．2．2 溶液配制

2．2．3 施氏矿物制备的技术路线及具体步骤

2．2．4 合成产物的表征及结果分析

2．3 小结

参考文献

第三章 施氏矿物结合小分子有机酸光催化降解AO7

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 试剂与仪器

3．2．2 溶液配制

3．2．3 实验准备

3．2．4 实验步骤

3．2．5 AO7的分析方法

3．2．6 Fe(Ⅱ)的分析方法

3．3 结果

3．3．1 AO7标准曲线

3．3．2 Fe(Ⅱ)标准曲线

3．3．3 施氏矿物与柠檬酸存在下光催化降解AO7

3．3．4 施氏矿物与草酸存在光催化降解AO7

3．3．5 施氏矿物与小分子有机酸存在下光生Fe2+的测定

3．4 讨论

3．4．1 pH对反应的影响

3．4．2 有机酸浓度对反应的影响

3．4．3 施氏矿物量对反应的影响

3．4．4 加入叔丁醇(TBA)作为抑制剂对光催化降解AO7的影响

3．4．5 施氏矿物与小分子有机酸存在下降解AO7的反应机理

3．5 小结

参考文献

全文结论

创新之处

致谢