椰壳活性炭负载金属氧化物的制备及用于处理染料废水的研究

摘要

椰子是海南的标志,每年海南的林场里产生大量废弃的椰壳,而椰壳是制备活性炭的最好的原材料之一,活性炭是人们日常生活生产一种重要的材料,已经广泛应用于食品、制药、石化及环保等领域。
　　 本文首先以海南废弃的椰壳为原料,采用化学活化法制备椰壳活性炭。通过正交试验和单因素实验确定制备椰壳活性炭的工艺条件,分别探讨了磷酸浓度、液固比、活化温度和活化时间对酸性大红GR模拟染料废水处理效果的影响,再通过扫描电镜观察椰壳活性炭的孔隙结构,进一步了解椰壳活性炭的活化效果。
　　 其次是椰壳活性炭负载氧化铜和氧化铈催化剂的制备,分为两部分:第一部分是载铜椰壳活性炭催化剂的制备,采用单因素法讨论了焙烧温度、焙烧时间及硝酸铜用量对酸性大红GR模拟染料废水中COD和色度去除率的影响,从而确定载铜椰壳活性炭催化剂的最佳工艺条件。第二部分,在确定载铜活性炭最佳的工艺条件的基础上,通过加入稀土铈来考察稀土对载铜活性炭催化剂的影响。然后利用扫描电镜和X射线衍射进行表征,对表征结果进行分析和比较。
　　 再次,用载CuO/CeO2椰壳活性炭催化剂,以空气为氧化剂,采用曝气的方式处理酸性大红GR(G废水)和活性艳红X-3B(X废水)模拟染料废水。讨论了pH值、曝气时间和催化剂的用量对G废水和X废水的影响,确定这两种废水处理的最佳工艺条件。并对失活的载CuO/CeO2椰壳活性炭催化剂进行再生实验。
　　 最后,通过椰壳活性炭对这两种染料废水的吸附实验,探讨了其吸附动力学行为。此外,还对载CuO/CeO2椰壳活性炭催化剂的催化机理进行初步探讨。